华人学者发现放大DNA受损信号蛋白

　　

生物通报道：最近一个哈佛大学和德克萨斯州大学的联合小组发现一个名为MDC1蛋白可以对DNA受损信号进行放大，从而开启遗传修复。就算是十分低水平的受损信号通过这种信号放大过程都会变强，从而激活细胞天然的修复过程。这项研究成果发表在1月20日的《分子细胞》（Molecular Cell）上。

据文章的通讯作者，来自Mayo Clinic的陈俊杰（音译：Chen Junjie）介绍：“DNA受损之后如何被修复是十分重要的，我们所发现的修复机制是受损后反应网络中其中一环。这是一个非常好的开始，通过对修复机制的了解，我们可以设计新的治疗方案以针对受伤后的修复系统。”

DNA受伤后修复通路的功能紊乱会使基因组变得不稳定，这种不稳定可能导致肿瘤的产生。因此现在来自世界各地的科学家都希望更多的了解DNA受损后的反应通路。

在日常生活中，我们的DNA会不断受到损伤，因此DNA修复对我们健康的维持是十分重要的。早些时候Mayo Clinic的研究人员就发现MDC1蛋白对修复过程十分重要，但是他们对于这种蛋白是如何起作用的仍不是十分清楚。

大多数情况下，DNA的损伤程度都是轻微的，比如：受到阳光照射的损伤。但是，这仍是一种损伤，我们的身体需要对这种损伤尽可能快的进行修复。但是当损伤程度不大的情况下，细胞是如何发现这种损伤的呢。MDC1蛋白在这个时候就会起到重要作用，小到1个DNA单链的断裂都可以被MDC1蛋白进行放大。

为了研究蛋白MDC1，研究人员破坏了小鼠中的MDC1基因。通过与正常小鼠比较发现，缺失MDC1的小鼠对DNA损伤特别敏感，并且丧失了修复能力。这种基因突变小鼠会表现出生长缓慢，雄性不育，免疫系统缺陷和染色体不稳定。

现在陈俊杰带领的研究小组正在对另一个类似的修复系统进行研究，他表示：“如果我们能够对DNA修复过程中的所有信号传导都有所了解，那么我们可以开发出一些综合的方法对疾病进行治疗。”（生物通记者 谢菲）

Molecular Cell, Vol 21, 187-200, 20 January 2006

MDC1 Maintains Genomic Stability by Participating in the Amplification of ATM-Dependent DNA Damage Signals

Abstract：MDC1 functions in checkpoint activation and DNA repair following DNA damage. To address the physiological role of MDC1, we disrupted the MDC1 gene in mice. MDC1^−/− mice recapitulated many phenotypes of H2AX^−/− mice, including growth retardation, male infertility, immune defects, chromosome instability, DNA repair defects, and radiation sensitivity. At the molecular level, H2AX, MDC1, and ATM form a positive feedback loop, with MDC1 directly mediating the interaction between H2AX and ATM. MDC1 binds phosphorylated H2AX through its BRCT domain and ATM through its FHA domain. Through these interactions, MDC1 accumulates activated ATM flanking the sites of DNA damage, facilitating further ATM-dependent phosphorylation of H2AX and the amplification of DNA damage signals. In the absence of MDC1, many downstream ATM signaling events are defective. These results suggest that MDC1, as a signal amplifier of the ATM pathway, is vital in controlling proper DNA damage response and maintaining genomic stability.