2012年9月10日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，刊登在国际著名杂志Nature上的一篇研究报告中，来自布里斯托大学等处的研究者揭示了细胞按优先次序区分存在潜在危险损伤的细胞基因修复的分子机制。文章中，研究者集中研究了单个分子的行为，这就为更好地理解细胞修复途径是如何发生的提供了基础。
形成细胞“说明书”的遗传信息是由DNA分子结构单元来编码的，遗传信息也可以被诸如紫外灯或者烟草烟雾等诱变剂损伤，遗传信息的损伤可以引发细胞死亡或者促使细胞改变其行为，进而引发疾病。
机体细胞可以通过产生能够检测损伤结构单元的蛋白质来进行自我保护，一旦这种特定蛋白质检测到了损伤的结构单元就会将其移除。在大部分细胞中都包含有可以进行快速损伤修复的基因。
在这项研究中，研究者Terence Strick博士将单个的DNA分子在磁场中进行拉伸然后观察单一的蛋白质如何影响损伤的基因。研究者发现在这个过程中需要很多的步骤来完成损伤的修复，蛋白质会慢慢“阅读”基因的直至其到达损伤部位，然后对基因进行修复。
研究者表示，发现基因组不同部分以不同比例给修复的机制对于我们理解细菌耐药性以及癌症的发病机制非常重要。在分子水平研究其分子机理可以使得我们更好地理解其隐藏的分子“秘密”。（生物谷Bioon.com）
编译自：Protecting Genes, One Molecule at a Time
doi:10.1038/nature11430
PMC:
PMID:
Initiation of transcription-coupled repair characterized at single-molecule resolution
Kévin Howan, Abigail J. Smith, Lars F. Westblade, Nicolas Joly, Wilfried Grange, Sylvain Zorman, Seth A. Darst, Nigel J. Savery & Terence R. Strick
Transcription-coupled DNA repair uses components of the transcription machinery to identify DNA lesions and initiate their repair. These repair pathways are complex, so their mechanistic features remain poorly understood. Bacterial transcription-coupled repair is initiated when RNA polymerase stalled at a DNA lesion is removed by Mfd, an ATP-dependent DNA translocase1, 2, 3. Here we use single-molecule DNA nanomanipulation to observe the dynamic interactions of Escherichia coli Mfd with RNA polymerase elongation complexes stalled by a cyclopyrimidine dimer or by nucleotide starvation. We show that Mfd acts by catalysing two irreversible, ATP-dependent transitions with different structural, kinetic and mechanistic features. Mfd remains bound to the DNA in a long-lived complex that could act as a marker for sites of DNA damage, directing assembly of subsequent DNA repair factors. These results provide a framework for considering the kinetics of transcription-coupled repair in vivo, and open the way to reconstruction of complete DNA repair pathways at single-molecule resolution.
