新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)与英国牛津大学的研究人员揭示了细胞识别并修复一种极具毒性的DNA损伤的机制,这种损伤会导致癌症、神经退行性疾病和早衰。
这项发表在《核酸研究》(Nucleic Acids Research)上的研究揭示了DNA-蛋白质交联(DPC)——由化疗药物、甲醛和紫外线暴露引发的一种有害DNA病变——是如何被一种关键修复酶SPRTN识别并分解的。
研究团队发现,SPRTN中存在一个新区域,使其能够专门针对DPC病灶,将修复活性提高了67倍,同时不会损伤周围结构。
该研究由新加坡南洋理工大学李光前医学院癌症与干细胞生物学特聘教授、牛津大学肿瘤学系荣誉高级研究员Kristijan Ramadan领导,具有重要的临床意义,有助于改进癌症治疗并促进健康老龄化。
DPC病变的威胁
每当细胞分裂成两个细胞时,它必须精确复制其全部DNA。这一过程涉及复杂的分子机制紧密协作。DNA-蛋白质交联(DPC)是一种体积较大的病变,其中不正常的蛋白质附着在DNA上,阻碍了细胞DNA复制过程。
如果未被修复,DPC可能导致神经退行性疾病、早衰和癌症。因此,了解这些病变的修复机制对于保护基因组完整性并预防这些疾病至关重要。
DPC可能由正常的细胞代谢产生,也可能因接触化疗药物、紫外线辐射以及甲醛等环境因素而发生。甲醛是一种一类致癌物,常见于家用家具、油漆和空气污染(如雾霾)中。
SPRTN是一种保护细胞免受DPC损伤的关键酶。它沿着DNA移动并降解病变中的蛋白质,从而清除障碍,使DNA复制过程得以继续。
在此之前,尚不清楚SPRTN如何在不损害细胞内功能性蛋白质的情况下特异性地降解DPC病变。
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