Nature：50谜团终破解!提醒RecA在同源重组中寻觅同源DNA机制

起源：本站原创 2021-09-02 15:58

RecA上的标志与DNA上的荧光标志一路，使得Elf团队可能精确地跟踪这一进程的每一步。他们得出论断，整个修复进程均匀在15分钟内实现，而确定模板DNA的地位年夜约必要9分钟。

2021年9月2日讯/BIOON/---细胞若何应用另一个DNA拷贝作为模板来修补破损的DNA，多年来始终令迷信家们觉得迷惑。若何能够在忙碌的细胞外部找到正确的DNA序列呢？如今，在一项新的研讨中，来自瑞典乌普萨拉年夜学的研讨职员发现相识决方案，这好比是你被蒙住眼睛，找到一根绳索比找到一个球更容易。相关研讨成果于2021年9月1日在线颁发在Nature期刊上，论文题目为“RecA finds homologous DNA by reduced dimensionality search”。

当DNA分子断成两截时，细胞的命运就会遭到威逼。从的角度来看，迅速修复断裂的DNA是一个存亡攸关的成绩。但要修复DNA而不在序列中引入差错是具备挑战性的；细胞中的修复机制必要找到一个模板。使用来自姐妹染色体的DNA模板修复断裂DNA的进程被称为同源重组（homologous recombination），在现有的文献中已获得了很好的描写。然而，现有的描写通常疏忽了在一切其他基因组序列中寻觅婚配模板这一艰难工作。染色体是一个简单的构造，有几百万个碱基对的暗码，很显明，复杂的三维扩散必定是不够快的。然则，那么，它是若何做到的呢？50年来，同源重组始终是个谜。从曩昔的研讨中可以看出，分子RecA参加了搜刮进程，并且在这个进程中起侧重要的作用，然则，在此之前，咱们对这一进程的懂得是无限的。

如今，在这项新的研讨中，乌普萨拉年夜学的Johan Elf传授及其团队终于找到了这个搜刮之谜的解决方案。他们使用基于CRISPR/Cas9的技术在细菌中进行可控的DNA断裂。通过在一种微流控培育芯片（microfluidic culture chip）中培育细胞，并用荧鲜明微镜跟踪标志的RecA分子，他们可以对同源重组进程从头至尾进行成像。

论文独特第一作者Jakub Wiktor说，“微流控培育芯片使咱们可能同时跟踪数千个的命运，并实时节制CRISPR/Cas9诱导的DNA断裂。CRISPR长短常准确的，简直就像领有一把小小的DNA铰剪。”

对DNA双链断裂修复进行高通量成像，图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03877-6。

RecA上的标志与DNA上的荧光标志一路，使得Elf团队可能精确地跟踪这一进程的每一步；例如，他们得出论断，整个修复进程均匀在15分钟内实现，而确定模板DNA的地位年夜约必要9分钟。应用荧鲜明微镜，Elf团队及时查询拜访了断裂位点及其同源DNA拷贝的命运。他们还发现，细胞的反馈是从新分列RecA，使之造成横跨细胞长度的细丝。

论文独特第一作者Arvid Gynn 说，“咱们可以看到就在DNA毁伤之后，RecA造成了一种从断裂位点突进去的薄而机动的构造。因为DNA末尾被归入到这种RecA细丝构造中，以是只需RecA细丝的任何一部门找到珍贵的DNA模板就足够了，是以实际上搜刮从三维削减到二维。咱们的模子标明，这是疾速和胜利的同源修复的症结。”

从三维搜刮到二维搜刮，关于疾速找到同源序列的概率来说，确切是一个相称年夜的改良。正如日本数学家Shizuo Kakutani所说的那样，“醉酒的人能找到回家的路，而醉酒的鸟能够永远迷路”。他试图用这些话来解释一个奇异的现实；通过随机行走摸索二维外表的物体迟早会找到它的出发点，而在三维空间中，它很能够永远不会回到“家”。

Elf团队在形式生物年夜肠杆菌中进行了这一研讨，但同源修复的进程关于人类或白鸽等低等生物来说简直是雷同的。DNA毁伤在咱们体内常常产生，要是没有修复断裂的DNA的才能，咱们将极易遭到诸如紫内线和活性氧的影响，并更有能够患上癌症。现实上，年夜多半癌基因都与DNA修复无关，这项新的研讨提供的新机制见解能够有助于咱们相识成长的起因。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Jakub Wiktor et al. . Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03877-6.

版权声明 本网站一切注明“起源：100医药网”或“起源：bioon”的笔墨、图片和音视频材料，版权均属于100医药网网站一切。非经受权，任何媒体、网站或团体不得转载，不然将追究司法义务。取得书面受权转载时，须注明“起源：100医药网”。其它起源的文章系转载文章，本网一切转载文章系出于通报更多信息之目标，转载内容不代表本站态度。不愿望被转载的媒体或团体可与咱们分割，咱们将立刻进行删除处置。

医药网新闻