2012年12月7日 讯 /生物谷BIOON/ --在职业生涯的大部分时间里，研究者Susan Rosenberg都在研究细菌对于压力和突变所产生的令人不解的反应，在新一期的国际杂志Science上，她描述了在细菌压力细胞DNA双链断裂修复过程中引发突变所参与的基因网络。目前研究者Rosenberg知道有93个基因参与了突变的途径。
这项研究中，Rosenberg表示，细菌基因突变的比例会随着其对压力的反应而增加，我们对大肠杆菌的每一个基因进行筛选，大肠杆菌是一种模式微生物，可以用于在实验室进行细胞类研究，因为其DNA和其他组分与人类细胞的工作原理基本相似。研究者发现了压力产生过程中所涉及的突变对于细菌修复破损DNA并非必须的。当研究者敲除特殊的错配DNA复制酶时，DNA就会被完美修复。因此，细胞一般不会产生突变，因为细胞自身必须对DNA进行修复。
以前研究得知，完成压力诱导的突变需要至少16种蛋白质，这项研究发现了细胞所使用的所有蛋白质。研究者鉴别了许多特殊的路径，通过这些路径，蛋白质可以感知环境，或者与这些路径进行联系来促进突变的发生。
这项研究也揭示了细胞的关键因子，比如压力感应调节子，其可以作为关键的网络集线器，网络中的大部分蛋白质可以处理细胞感知压力并且做出反应的过程。细胞可以奉献一系列的蛋白质用于控制其产生多样性的过程。而且大部分的细胞可以感知环境并且结合突变来应对压力。
文章中，研究者希望将繁琐的蛋白质网络解析为特殊的生化功能网络，在许多生物学领域内都可以发现大型的蛋白质网络，但是具体什么蛋白质扮演什么功能却很难确定。研究者的这项研究揭示了通过研究基因网络的分子机制，就可以揭示蛋白质的具体工作职能，相关研究成果由国立卫生研究院和美国国家科学基金会提供资助。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1126/science.1226683
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PMID:
Identity and Function of a Large Gene Network Underlying Mutagenic Repair of DNA Breaks
Abu Amar M. Al Mamun1, Mary-Jane Lombardo1,*,†, Chandan Shee1,*, Andreas M. Lisewski1, Caleb Gonzalez1,‡, Dongxu Lin1,§, Ralf B. Nehring1, Claude Saint-Ruf2,||, Janet L. Gibson1, Ryan L. Frisch1, Olivier Lichtarge1,3, P. J. Hastings1, Susan M. Rosenberg1,3,4,5,¶
Mechanisms of DNA repair and mutagenesis are defined on the basis of relatively few proteins acting on DNA, yet the identities and functions of all proteins required are unknown. Here, we identify the network that underlies mutagenic repair of DNA breaks in stressed Escherichia coli and define functions for much of it. Using a comprehensive screen, we identified a network of ≥93 genes that function in mutation. Most operate upstream of activation of three required stress responses (RpoS, RpoE, and SOS, key network hubs), apparently sensing stress. The results reveal how a network integrates mutagenic repair into the biology of the cell, show specific pathways of environmental sensing, demonstrate the centrality of stress responses, and imply that these responses are attractive as potential drug targets for blocking the evolution of pathogens.
