Cell子刊：人类基因组复制的蛋白全景图

　　

生物通报道：复制体是一种重要的蛋白复合体，是机体内的DNA复制机器。现在，科学家们利用新技术，对参与DNA复制的蛋白进行了综合分析，解析了复制体的具体成分。文章发表在Cell旗下的Cell Reports杂志上。

DNA复制是细胞分裂前的必要步骤，也是绝大多数化疗药物的作用靶标，这些药物通过破坏DNA复制来杀死肿瘤细胞。西班牙国立癌症研究中心CNIO的Oscar Fernandez-Capetillo领导研究团队，首次获得了参与人类DNA复制的蛋白全景图。

近十年来的许多分子生物学研究，为人们提供了DNA复制过程的概况。“我们认为可能有几十种蛋白，参与了这一过程的严格控制。基因组复制是细胞分裂前不可或缺的一步，而细胞就是通过这些蛋白来确保基因组复制的正确性，”Fernández-Capetillo解释道。

DNA的复制过程需要多种蛋白因子的协助，这些蛋白集中在复制叉附近。研究人员通过iPOND-MS技术（isolation of proteins on nascent DNA chains with mass spectrometry）分离新生DNA链上的蛋白，并对其进行综合性的蛋白质组学分析。他们解析了复制体中的蛋白组成，也鉴定了复制体附近的相关蛋白因子，找到了一些参与复制过程的新蛋白。

这是人们首次对复制体实现全面的蛋白组学鉴定。研究显示，这些蛋白的活性各有不同，分别负责打开DNA双螺旋、复制、修复、以及各种修饰等等。“总的来说，它们合力确保DNA的正确复制，避免因为遗传物质异常而形成肿瘤发展的基础，”Fernández-Capetillo说。

“这些参与DNA复制的蛋白，有些是已知的。不过我们也发现了复制所需的新蛋白，人们可以随后对这些新蛋白进行深入研究，”文章的第一作者Andrés Joaquín López-Contreras补充道。这项研究为人们提供了复制体附近的蛋白全景图，有助于人们深入理解DNA复制和基因组维护机制。

在癌细胞中，DNA复制过程会发生异常或者变得不受控制，而这也是癌细胞的致命弱点之一。因此目前的许多化疗药物，都以DNA复制为作用目标。研究人员计划应用本研究中的新技术，进一步在DNA复制过程寻找正常细胞与癌细胞之间的差异，希望能够在此基础上开发出新的癌症治疗策略。

“如果我们能明确正常细胞和癌细胞复制时的根本性差异，就有望找到新的治疗靶标，更有效的对抗癌症，”Andrés Joaquín López-Contreras说。

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

A Proteomic Characterization of Factors Enriched at Nascent DNA Molecules

DNA replication is facilitated by multiple factors that concentrate in the vicinity of replication forks. Here, we developed an approach that combines the isolation of proteins on nascent DNA chains with mass spectrometry (iPOND-MS), allowing a comprehensive proteomic characterization of the human replisome and replisome-associated factors. In addition to known replisome components, we provide a broad list of proteins that reside in the vicinity of the replisome, some of which were not previously associated with replication. For instance, our data support a link between DNA replication and the Williams-Beuren syndrome and identify ZNF24 as a replication factor. In addition, we reveal that SUMOylation is widespread for factors that concentrate near replisomes, which contrasts with lower UQylation levels at these sites. This resource provides a panoramic view of the proteins that concentrate in the surroundings of the replisome, which should facilitate future investigations on DNA replication and genome maintenance.