《PLoS生物学》：DNA断裂修复增基因突变风险

据美国物理学家组织网近日报道,美国印第安纳大学与普渡大学印第安纳波利斯联合分校（IUPUI）和瑞典优密欧大学（Urnea University）最近的一项联合研究显示,有一种细胞用于修复自身DNA断裂的方法（称为断裂诱导复制）,比正常合DNA产生的基因变异要高出2800倍。相关论文在线发表于《公共科学图书馆·生物学》（PLoSBiology）。     

《公共科学图书馆·生物学》：人类肠道细菌超1000万亿

日前，发表在美国《公共科学图书馆·生物学》杂志（PLoS biology）上的一篇文章称，人类肠道内的细菌群落数量是原有认识的10倍以上。     

DNA双链断裂修复与重症联合免疫缺陷

DNA双链断裂(double-strand breaks, DSBs)是细胞DNA损伤的主要类型,它的修复通过同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)两种机制实现.NHEJ是人和哺乳动物细胞DSBs修复的重要通路,主要由DNA依赖性蛋白激酶(DNA-PK)、X射线修复交叉互补蛋白4(XRCC4)、DNA连接酶Ⅳ、Artemis、XLF/Cernunnos和其它DNA损伤修复辅助因子组成.本文重点介绍了NHEJ机制主要成分的特性及其功能,以及这些组分的基因发生突变或缺失所引起的DSBs修复缺陷与辐射敏感性重症联合免疫缺陷(radiosensitive severe combined immunodeficiencies, RS-SCIDs).     

原核生物的NHEJ修复途径

DNA双链断裂(DSBs)是严重的DNA损伤形式之一,生物体对DSBs的修复可通过同源重组(HR)或非同源末端连接途径(NHEJ)进行。长期以来,人们普遍认为HR是细菌DSBs修复的惟一途径,但在分支杆菌和其它原核生物体内NHEJ途径的发现,使这一观念得以颠覆。最近的研究表明,细菌NHEJ修复系统是一个双组分系统,包含一个多功能的DNA连接酶(LigD)和DNA末端结合蛋白Ku,具有DSBs修复所需的断裂末段识别、末端加工和连接活性。重点综述细菌NHEJ修复系统的组成、结构以及生理功能。     

亨廷顿病DNA损伤的关键调节因子——Ku70

<正>ScienceDaily——根据5月3日发表在《细胞生物学杂志》(the Journal of Cell Biology)的研究表明,Ku70是DNA修复复合体的组成成分,是一个新的与亨廷顿病DNA损伤相关病理的关键参与者。     

《自然-神经科学》:一种DNA修复酶可修复特定基因组不稳定性

<正>去乙酰化酶1(SIRT1)是一种用来修复受损DNA的酶,但《自然-神经科学》上的一项报告发现,该酶还可以修复患有神经退行性疾病诸如阿尔茨海默氏症和肌萎缩侧索硬化症(又名"渐冻人"症,ALS)的小鼠体内的基因组不稳定性。与身体中其他细胞不同,成年哺乳动物大脑中的神经元不会发生分裂。既然不能通过复制现有DNA来实现修复,那么DNA受损以及导致的基因组不稳定对神经元来说是一件特别麻烦的事。而且,DNA分子链的物理断裂与衰老和神经退行性疾病比如阿尔茨海默氏症和ALS患病     

PNKP在DNA损伤修复中的作用

多聚核苷酸激酶/磷酸酶(polynucleotide kinase/phosphatase,PNKP)是一种DNA末端修复酶,同时具有激酶和磷酸酶活性,在DNA单链断裂修复途径、碱基切除修复途径以及DNA双链断裂修复中的非同源末端连接途径中发挥着至关重要的作用。近年来,由于一种与PNKP相关的常染色体隐性遗传病——MCSZ综合征的发现,使得人们对PNKP的关注度进一步增加。笔者从与PNKP相互作用的X射线交叉互补修复基因1(X-ray repair cross-complementing group 1,XRCC1)、X射线交叉互补修复基因4(X-ray repair cross-complementing group 4,XRCC4)和毛细血管扩张性共济失调突变基因(ataxia-telangiectasia mutated,ATM)入手,对PNKP在DNA损伤修复中的作用进行概述。     

科研快讯

《PLoS综合》:研究发现青光眼与基因变异有关京都府立大学一个研究小组日前表示,他们发现了与视神经衰弱所引发青光眼有关的基因变异。这一成果发表在美国网上科学杂志《公共科学图书馆-综合》上。青光眼是一种主要与病理性眼压升高有关的常见眼病。当眼压超过了眼球内组织、尤其是视网膜视神经所能承受的限度时,就会引起视神经萎缩和视野缺损,导致青光眼。据研究人员介绍,他们对1244名青光眼患者(平均年龄64岁)和975名正常人(平均年龄60岁)的基因进行比较后,发现大部分患者的某个     

丙线照射所致人血淋巴细胞与中国白鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂及其修复的观察

用微孔滤膜碱洗脱法观察了丙线照射引起人血淋巴细胞(D_o为400拉德)及中国仓鼠卵巢成纤维细胞(D_o为200拉德)的DNA单链断裂及其修复。在0～3000拉德范围内,两种细胞DNA单链断裂的程度基本一致,照射剂量与单链断裂的对数之间呈直线相关。800、1500及3000拉德照射后,经过0.5～7小时的孵育,中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂的修复优于人血淋巴细胞,说明这两种细胞辐射敏感性与DNA单链断裂修复能力无关。     

丙线照射所致人血淋巴细胞与中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂及其修复的观察

用微孔滤膜碱洗脱法观察了丙线照射引起人血淋巴细胞(Do为400拉德)及中国仓鼠卵巢成纤维细胞(Do为200拉德)的DNA单链断裂及其修复。在0—3000拉德范围内,两种细胞DNA单链断裂的程度基本一致,照射剂量与单链断裂的对数之间呈直线相关。800、1500及3000拉德照射后,经过0.5—7小时的孵育,中国仓鼠卵巢成纤维细胞DNA单链断裂的修复优于人血淋巴细胞,说明这两种细胞辐射敏感性DNA单链断裂修复能力无关。     

《生物技术》杂志

《生物技术》杂志是黑龙江省微生物学会、省生物工程学会、黑龙江省科学院微生物研究所联合主办的生物学核心期刊。被美国化学文摘(CA)、生物学文摘(BA)、中国科学引文数据库(CSCD)、中国生物学文摘等多个国     

竹红菌甲素光敏作用所致的HeLa细胞DNA单链断裂重接的研究

本文采用羟基磷灰石离心法对竹红菌甲素光敏作用所致的HeLa细胞DNA的单链断裂进行荧光定量测定。以单链DNA的含量变化衡量DNA链断裂程度及其修复活性,并与γ射线的作用进行了比较。细胞经γ射线和甲素的光敏作用后,DNA产生单链断裂,当细胞存活率为0.1时,前者是6.0×10~(-10)断裂/道尔顿,后者是2.3×10~(-10)断裂/道尔顿,两者之比为2.8。细胞本身具有修复能力,当最初的单链断裂频率相等时,γ射线处理的细胞其DNA单链断裂重接能力高于光敏作用的细胞。后者的修复能力能被羟基脲、放线菌素D及丁酸钠等所抑制。细胞修复能力的差别指出两种作用产生的单链断裂的化学性质有重要差别。     

53BP1与DNA双链断裂损伤修复

DNA的精确复制和遗传对维持基因组稳定性有重要作用。DNA双链断裂损伤可能诱导细胞凋亡和染色质重排,在肿瘤的发生发展过程中发挥作用。53BP1是DNA双链断裂修复中的重要调节蛋白质之一,对调控损伤修复平衡和维持基因组稳定性起着重要作用。本文主要对53BP1的结构、生物学功能、信号通路、分子机制和翻译后修饰做一浅显的总结和展望,希望能为53BP1的深入研究提供一些理论基础。     

RNF8/RNF168信号通路在DNA损伤修复中的作用

细胞内DNA会受部分外界因素(如紫外辐射,电离辐射和化学毒素)和内部因素(如复制错误)的影响而发生损伤,包括DNA双链断裂、DNA错配和DNA交链等。DNA损伤发生后,损伤部位会被一些蛋白识别,进而招募一系列蛋白至损伤部位,形成一个修复系统。DNA双链断裂是最严重的一种DNA损伤,错误修复往往导致疾病的发生。DNA双链断裂(double strand break, DSB)后,细胞启动RNF8/RNF168信号通路进行修复。RNF8和RNF168是这条通路的枢纽蛋白;53BP和BRCA1是关键的效应蛋白,决定着DSB修复的方式;组蛋白泛素化、磷酸化和甲基化等翻译后修饰是这条通路顺利进行的基本条件;染色质重塑、泛素化酶/去泛素化酶平衡和蛋白稳定性是这条通路的主要调节方式。本综述对RNF8/RNF168信号通路进行了梳理总结,希望其能对相关研究者起到参考作用。     

聚腺苷二磷酸-核糖聚合酶1与DNA双链断裂修复的相关性

DNA双链断裂(double strand breaks,DSBs)是细胞最严重的DNA损伤形式。细胞通过同源重组(homologous recombination,HR)和非同源末端连接(non-homologous end joining,NHEJ)途径修复DNA双链断裂损伤。聚腺苷二磷酸核糖基化(poly(ADP-ribosyl)ation,PARylation)是蛋白质翻译后修饰过程,这个过程由聚腺苷二磷酸 核糖聚合酶家族(poly(ADP-ribose)polymerases,PARPs)催化完成。PARP1作为PARPs家族最重要的成员,其在DNA损伤应答方面发挥重要作用。研究显示,PARP1在DSBs修复过程中发挥关键作用,参与DSBs的早期应答反应及其具体修复途径,可依据KU蛋白的存在与否发挥不同的特定作用。本文较全面地综述了PARP1在DNA双链断裂修复方面的潜在作用,将为临床疾病的诊治提供新的思路。     

DNA连接酶Ⅲ在线粒体基因组完整性保持中的作用

真核DNA连接酶(DNA ligase)通过催化ATP依赖的双链DNA切口连接而在DNA复制、重组和修复过程中发挥了重要作用．DNA连接酶Ⅲ(Lig3)是一种独特性的连接酶,既可定位于细胞核,又可定位于线粒体．Lig3通过与DNA修复蛋白XRCC1作用而参与了碱基切除修复和其他单链断裂修复．但Lig3以XRCC1不依赖方式在线粒体DNA完整性保持方面发挥了更为重要的作用．这些研究为Lig3功能和DNA修复研究提供了新的视野．     

涕灭威及其复合污染对斑马鱼胚胎DNA的影响

研究了一种毒性很高的氨基甲酸酯类杀虫剂--涕灭威和广泛使用的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)组成的复合污染体系对斑马鱼胚胎DNA的影响．结果表明,涕灭威对斑马鱼胚胎DNA的损伤随浓度增大而加重,但低浓度涕灭威在短时间内造成的DNA单链断裂是可以修复的,高浓度则导致难以修复的双链断裂．一定浓度(20mg·L^-1)的SDBS在复合污染体系中能减弱涕灭威的毒性．     

DNA聚合酶θ：易错的多功能DNA末端修复分子

DNA聚合酶θ (DNA polymerase theta,Polθ)是一种广泛存在于动植物中的DNA修复酶。它在选择性末端连接（alternative end-joining,Alt-EJ）途径中发挥着关键作用,常参与DNA双链断裂（DNA double-strand breaks,DSB）损伤修复。在正常生理状态下,Polθ主要调控基因组稳定性。然而,在恶性肿瘤发生时,Polθ表现出异常高表达水平,并参与调控肿瘤细胞的恶性转变过程。研究表明,抑制Polθ活性可导致同源重组（homologous recombination,HR）缺陷的肿瘤细胞发生合成致死（synthetic lethality,SL）。因此,已经开发出多种针对Polθ的小分子抑制剂,可与其他化疗药物联合使用以抑制恶性肿瘤的发展。此外,敲除或抑制Polθ活性还能增加HR修复效率,从而提高外源基因靶向整合效果。本文综述了Polθ及其介导的Alt-EJ修复机制在生物学功能方面的最新研究进展,为靶向Polθ在肿瘤治疗和基因编辑方面的应用提供理论基础。     

科研快讯

PNAS:探讨"垃圾"DNA新功能以前大家都认为垃圾DNA可能没有什么功能,但是越来越多的研究表明它们并非百无一用。近日来自爱荷华大学卡佛医学院的研究人员发现当一种特殊的DNA重复片段--Alu元件插入到基因中,它们可以改变蛋白质生成的速率,从而导致了不同物种中不同生物学特性的进化。这一研究结果发表在了国际著名期刊美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。     

DNA双螺旋模型的建立过程

1953年,两位年轻的科学家——美国的沃森(J.D.Watson)和英国的克里克(F.H.C.Crick)发现了DNA双螺旋结构,这一发现是20世纪生物学的伟大成就之一,有人甚至认为,“在整个生物学史上比之双螺旋的发现,几乎没有更为决定性的突破。”(见迈尔:《生物学思想的发展》第843页)