受损DNA在何处修复？

最近，美国塔夫斯大学的一项研究，对细胞内DNA修复发生的过程，提出了新的见解。相关研究结果发表在五月四日的《Genes & Development》。该研究表明，酵母中的CAG / CTG三核苷酸重复序列（CAG）扩增，可转移到细胞核周围用以DNA修复。这种转移，对于防止重复不稳定性和遗传病，是非常重要的。

　　

生物通报道：最近，美国塔夫斯大学的一项研究，对细胞内DNA修复发生的过程，提出了新的见解。五月四日发表在《Genes & Development》的这项研究中，塔夫斯大学的生物学家Catherine Freudenreich及其共同作者表明，酵母中的CAG / CTG三核苷酸重复序列（CAG）扩增，可转移到细胞核周围用以DNA修复。这种转移，对于防止重复不稳定性和遗传病，是非常重要的。延伸阅读：新发现一种促进DNA修复的远古酶：PrimPol。

CAG扩增是重要的，因为它们是多种神经变性及神经肌肉疾病（如亨廷顿氏病、强直性肌营养不良和多个脊髓小脑共济失调亚型）的根源。

短的三核苷酸重复序列，并不总是会引发问题。然而，有时短的三核苷酸重复会扩增成为超过正常值。扩增的重复序列会将DNA分子的形状从一个双螺旋改变成发夹状结构，这使得细胞机器的复制和修复都很困难，并能引起DNA分子断裂。

当扩增的CAG重复数目超过一个稳定阈值时，就会发生疾病。对于亨廷顿氏病，这个阈值是38到40个重复。当接近200个重复时，就会导致强直性肌营养不良。

Freudenreich说：“在CAG重复序列上，DNA损伤的适当修复，对细胞极其重要，因为合适的修复可以防止疾病的进一步扩张和恶化。”

在这项题为“Regulation of Recombination at Yeast Nuclear Pores Controls Repair and Triplet Repeat Stability”的研究中，研究人员将不同大小的CAG重复序列插入到芽殖酵母染色体中。含有重复序列的染色体用荧光分子标记，这样就可以从视觉上跟踪其在细胞核内的位置。

Freudenreich说：“我们发现，含有CAG扩增重复序列的染色体，从细胞核的内部移向细胞核外围以被修复。我们的研究表明，具有扩增重复的DNA促成了这一修复之行。靠近核膜有助于重复修复的发生，而没有错误。”

Freudenreich说：“当DNA分子的移动被阻止时，染色体断裂的频率就更大。因此，出去到达细胞核外围的‘修复车间’，是一个以前不为人知、但是重复DNA保持和防止染色体损伤的重要步骤。”

Freudenreich指出：“重复序列越长，迁移的频率越大。例如，CAG-130比CAG-70迁移的更频繁，与非重复的对照序列相比，未扩增的CAG-15并没有迁移的更多。我们认为，如果复制机器在重复部位失速，它就会触发迁移。”

通常，每一个DNA单链作为另一条链复制的模板。参与DNA复制的酶重建每条链，以制造两条染色体的其中一条。双链DNA分子的一部分被分离成两个单链。由此产生的Y型结构被称为复制叉。当DNA出现问题时，这一过程就停止。

在外围，受损的DNA与核孔复合体（NPC，一个蛋白质复合体，作为细胞核和周围细胞质之间的看门人）相互作用。其中一个看门人是Nup84复合体及其相关的Slx5 / 8复合体。它们存在于每个NPC中。

研究小组表明，这些复合物中，有两个复合物是DNA重复序列被正确修复所必需的。Slx5/8复合物起着至关重要的作用：它是将DNA重复序列拴系到NPC上所必需的，它可能调节一个已知的修复蛋白（Rad52），以促进适当的修复，从而防止重复扩增和染色体断裂。

Freudenreich说：“核孔复合物对于防止染色体断裂以及防止CAG重复序列的不稳定性，起着重要的作用，所以它在DNA修复中起着一定的作用。”

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Genes & Development, "Regulation of Recombination at Yeast Nuclear Pores Controls Repair and Triplet Repeat Stability".