DNA怎么自愈?科学家发现一种陈旧的多功能修正因子

（原标题：软弱的DNA怎么自愈？科学家发现一种陈旧的多功能修正因子）

假如发作骨折或肌腱开裂，人们会当即寻求医治。实际上，咱们身上最软弱的部分是DNA，它们开裂频率惊人——单个细胞每天估计会发作10000次DNA开裂，但一般不会形成不良后果。

DNA损害原因许多，化学、物理骤变损害，或许只是日常损耗或许老化等原因，但背面一般有数以千计的蛋白在时间发挥修正DNA的效果。履行这项使命的蛋白在所有物种身上都是普遍存在的，现实上，不管是人类仍是细菌，假如没有致力于DNA修正的蛋白质，生命就不或许保持。

美国拉荷亚免疫学研讨所(LJI)研讨员Anjana Rao及其合作者的最新研讨提醒了一种DNA修正因子此前从未被发现的多种活性，这种DNA修正因子在进化过程中高度保存。Rao是美国科学院院士，在免疫学范畴和表观遗传学方面均获得重要效果。该研讨效果于12月2日发表于闻名学术期刊《分子细胞》（Molecular Cell）。

论文陈述说，缺少HMCES蛋白的基因工程小鼠的淋巴细胞不能重组DNA，然后不能制作每日有必要的免疫球蛋白G或A(IgG或IgA)。该发现意味着，此前已报导能修正DNA单链缺口的HMCES，也参加了所谓的结尾代替衔接。有必要留意一下的是，这是哺乳动物细胞用来从头衔接双螺旋两条链上严峻切开的战略。

这一最新发现和其他最近的论文陈述标明，这种前史至少能够追溯到30亿年前、长时间不被注重的DNA修正因子，履行了多项使命来维护细胞免受基因组不稳定性的影响。

“正常的B淋巴细胞被激活时，会剪出一个编码IgM抗体的DNA片段，然后从头衔接（DNA重组），然后发作其他更有用的抗体。”免疫学家门将之称为类开关重组（CSR）。论文榜首作者Vipul Shukla说，“数十年来，人们现已知道免疫细胞运用这种基因修改来发作强壮的抗体。咱们现在发现HMCES不仅能辨认这些双链开裂，还能协助从头衔接它们。”

这项研讨的打开源于Rao试验室多年前的研讨。试验室最新的研讨重点是DNA润饰的表观遗传调控物TET蛋白，这种TET化学润饰蛋白能够和HMCES结合。正因如此，他们开端对HMCES感兴趣。

他们假定，HMCES蛋白和TET蛋白或许参加了相似的生物学使命。因而，他们“敲除”了试验小鼠的HMCES基因，猜测动物会呈现血细胞缺点乃至癌症，这些成果一般与TET基因骤变有关。

令人惊奇的是，他们的猜测成果并没有发作。论文中说到，HMCES缺点小鼠的血细胞是正常的，而且依赖于TET的DNA润饰几乎没有受到破坏。

但是，正常激活的B淋巴细胞表达很多编码HMCES的RNA，这一现实促进研讨团队将HMCES缺点的B淋巴细胞与正常成年B淋巴细胞的免疫反响进行比较。抗原刺激后，正常的B细胞可预期地将其抗体库从IgM“切换”到IgG抗体。相比之下，HMCES缺点小鼠的淋巴细胞制作IgG抗体的功率较低。研讨团队以为，这或许是因为没有HMCES的情况下,“重组”DNA然后将IgM转化为其他IgG同型抗原的CSR机制运作较差。

“在这项研讨中，咱们运用淋巴细胞作为模型体系，判定出HMCES在不为人知的DNA双链开裂修正途径中的新效果。”Shukla说，“这种途径不仅在免疫细胞中起效果，咱们在这里描绘的这种DNA双链开裂修正或许发作在身体任何细胞的DNA损害反响中。”

这项新的研讨标明，HMCES具有满足的通用性，能够精确的经过需求完结彻底不同的使命来应对DNA损害。例如，论文的合作者、多伦多大学的Levon Halabelian博士和Cheryl Arrowsmith博士，在此前的一项研讨中，经过确认HMCES与几种类型的“开裂”DNA链的3-D结构，展现了HMCES怎么在细胞中发挥多重效果。

在这项最新的研讨中，它们的结构还提醒了HMCES怎么和谐B细胞的结尾衔接。此外也有一些研讨说到，在某些情况下，HMCES能够维护受损的单链DNA进一步降解。

此外，HMCES是仅有含有细菌蛋白质YedK保存结构域的人类蛋白，该蛋白参加大肠杆菌DNA的修正。论文通讯作者之一、美国国家生物技术中心(NCBI) L. Aravind博士指出，这些发现标明，在进化过程中，针对基因组“危机”宣布的各种信号，相似HMCES的蛋白获得了辨认和合理呼应的才能。

“许多DNA修正蛋白都有陈旧的来源。”Aravind表明，HMCES的发现为这类修正增加了新的成员。

Shukla相同表明，“大自然明显现已找到了一种途径，运用这种极其重要的蛋白质来促进生物的健康。”

责任修改：李跃群

校正：刘威