代物理研究所科研人员在DNA损伤修复蛋白动力学研究方面获进展

  • 文/图 近代物理所 (中国科学院近代物理研究所)
  • 创建于 2022-05-23
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  近日,中国科学院近代物理研究所材料研究中心微束技术与应用室研究人员在DNA损伤修复蛋白动力学研究方面取得进展,相关成果发表在Biophysical Journal上。

  DNA损伤应答和修复在细胞增殖、癌症发生和癌症治疗中起着决定性的作用。DNA受到损伤后,大量的DNA损伤应答因子以协调有序的方式聚集到损伤位点,对损伤进行修复。支架蛋白被认为在协调DNA损伤应答因子的招募/解离中起着核心作用,它稳定DNA损伤及其周围环境,为应答因子提供结合位点,促进完整的修复过程。X射线修复交叉互补蛋白1(XRCC1)是碱基切除修复和单链断裂修复通路中重要的支架蛋白。

  研究人员基于中科院近代物理所的高能微束装置的在线活细胞成像系统,研究了多种重离子辐照人纤维肉瘤细胞HT1080后,XRCC1在离子轰击处的在线瞬态响应过程。

  研究表明,在重离子引起的DNA损伤响应过程中,XRCC1以聚ADP-核糖聚合酶(PARP)依赖的方式被立即(<1秒)招募到重离子辐照诱导DNA损伤位点,XRCC1分子动力学行为符合二次连续反应模型。通过定量分析XRCC1分子的招募和解离速率常数,发现分次辐照同一细胞会导致旧损伤位点上XRCC1的加速解离,而解离的XRCC1立即以更高的效率被循环利用。

  本项工作揭示了XRCC1新的急救机制及其在DNA损伤应答中的高周转机制,有助于我们从生化反应角度加深对DNA损伤应答机理和重离子辐照生物效应的理解。

  该工作得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划的支持。

  文章链接:https://doi.org/10.1016/j.bpj.2022.03.011

图1 2.15GeV氪离子辐照HT1080活细胞后的在线显微荧光成像及XRCC1分子的早期动力学过程。

 图2 二次辐照后XRCC1分子从旧的DNA损伤修复点加速解离。

责任编辑:刘虹洁