最新技术揭示DNA修复蛋白机制

　　

生物通报道：伊利诺大学尔巴那香槟（Urbana-Champaign）分校研究人员利用一敏感的单分子测量技术，对RecA蛋白的生命周期进行了观察。RecA蛋白是一种形如纤维，每次通过最初形成单体进行伸长和收缩活动的蛋白，在修复受损DNA的过程中发挥重要作用。文章刊登于《CELL》8月刊。

 

RecA是一种在E. coli发现的DNA重组蛋白。RecA蛋白在人类中的对应物叫做Rad51，常常能与引起乳腺癌和卵巢癌等疾病的BRCA2等蛋白基因相互作用。研究人员认为对RecA蛋白功能的进一步了解有助于肿瘤治疗。

 

霍华德医学院物理学教授Taekjip Ha 说：“使用我们的测量技术，能够实时计数结合DNA的单体蛋白数目。进而，我们可以确定RecA这种蛋白纤维两端的反应动力参数。”

 

在重组过程中，RecA与DNA结合组成缠绕DNA的纤维，这种纤维的两端都可以延长，并且可以通过前端伸长后端缩短的方法向DNA运动。

 

研究人员利用Ha及其同事发明的高度敏锐的单分子单体荧光能量共振转移（single-molecule fluorescence resonance energy transfer ，FRET）技术，对RecA的动力学进行研究。使用FRET技术，研究人员首先将绿色和红色两种染料分子附着于目的蛋白的两端，然后用激光激发绿色染料。过程中根据两种染料间的距离，会有一些能量由绿色染料向红色染料转移。接下来，对两种染料的亮度同步测量，两种染料亮度的变化率反映相对运动以及目的蛋白分子运动或者形状变化。

通过这种技术，研究人员揭示了RecA纤维形成过程和形状变化，以及纤维将蛋白从DNA移开的过程的细节。

 

Ha说：“与预期不同，我们发现同一个RecA纤维在同一个时间内，其两端不断地伸长和缩短，但是一段的高捆绑率会使纤维主要朝向一个方向伸长。”对重组蛋白进行跟踪研究有助于研究人员寻找癌症诱发蛋白突变的机制，进而对其改善以降低癌症发病率。（生物通记者 子元）