การค้นพบการซ่อมแซม DNA สามารถปรับปรุงเทคโนโลยีชีวภาพ (พร้อมวิดีโอ)

02 มี.ค. 2023 (ข่าวนาโนเวิร์ค) ทีมนักวิจัยจากวิทยาลัยสัตวแพทยศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยมิชิแกนสเตทได้ค้นพบสิ่งที่อาจเกี่ยวข้องกับกลยุทธ์การแก้ไขยีนเพื่อการรักษา การวินิจฉัยและการรักษาโรคมะเร็ง และความก้าวหน้าอื่น ๆ ของเทคโนโลยีชีวภาพ Kathy Meek ศาสตราจารย์แห่ง College of Veterinary Medicine และผู้ทำงานร่วมกันที่ Cambridge University และ National Institutes of Health ได้ค้นพบแง่มุมที่ไม่เคยรู้มาก่อนเกี่ยวกับวิธีการซ่อมแซมการแตกของ DNA แบบเกลียวคู่ ไคเนสโปรตีนขนาดใหญ่ที่เรียกว่า DNA-PK เริ่มกระบวนการซ่อมแซมดีเอ็นเอ ในรายงานฉบับใหม่ของพวกเขา คอมเพล็กซ์โปรตีน DNA-PK ที่แตกต่างกัน XNUMX ชนิดมีลักษณะเฉพาะ ซึ่งแต่ละชนิดมีบทบาทเฉพาะในการซ่อมแซม DNA ซึ่งอีกฝ่ายไม่สามารถสันนิษฐานได้ “มันยังทำให้ฉันหนาว” มีกกล่าว “ฉันไม่คิดว่าจะมีใครทำนายเรื่องนี้ได้” การค้นพบของ Meek ถูกเผยแพร่ใน เซลล์โมเลกุล (“คอมเพล็กซ์ synaptic ระยะไกลที่แตกต่างกันสองรายการส่งเสริมแง่มุมที่แตกต่างกันของการประมวลผลขั้นสุดท้ายก่อนที่จะมีการซ่อมแซมการแตกของ DNA โดยการรวมปลายที่ไม่คล้ายคลึงกัน”) วารสารที่มีผลกระทบสูงซึ่งครอบคลุมกระบวนการหลักของเซลล์ เช่น การซ่อมแซม DNA

[เนื้อหาฝัง]

วิธีการซ่อมแซมการแตกของ DNA แบบเกลียวคู่

DNA ซึ่งเป็นพิมพ์เขียวของชีวิตมีรูปร่างเหมือนเกลียว อย่างไรก็ตาม DNA นั้นง่ายต่อการทำลายอย่างน่าประหลาดใจ ตัวอย่างเช่น แสงอัลตราไวโอเลตและการรักษามะเร็งหลายอย่าง รวมทั้งรังสีไอออไนซ์และยาเฉพาะอื่นๆ ล้วนสร้างความเสียหายต่อ DNA ได้ บางครั้งมีเพียงหนึ่งในสองเส้นเท่านั้นที่แตก เนื่องจาก DNA ยังคงถูกยึดไว้ด้วยกันโดยสายที่สอง เซลล์สามารถซ่อมแซม DNA ได้ค่อนข้างง่าย — เซลล์เพียงแค่คัดลอกข้อมูลจากสายที่สอง เซลล์จะซ่อมแซมความเสียหายของ DNA ได้ยากขึ้นเมื่อสายทั้งสองขาด ข้อมูลในรูปของนิวคลีโอไทด์อาจสูญหายได้และต้องเพิ่มกลับเข้าไปใหม่ก่อนที่ปลายสายดีเอ็นเอจะเชื่อมต่อกันใหม่ ถ้าเซลล์มีการแตกของดีเอ็นเอแบบเกลียวคู่หลายเส้น ปลายของดีเอ็นเอสามารถต่อกับคู่ที่ไม่ถูกต้องได้ ความผิดพลาดประเภทนี้มักเกี่ยวข้องกับมะเร็งหลายชนิด การแตกหักแบบเกลียวสองเส้นอาจยากขึ้นในการซ่อมแซมหากสารทำลาย DNA ทำให้เกิดการดัดแปลงทางเคมีที่ปลาย DNA ปลาย DNA ที่เสียหายมักเรียกว่าปลาย "สกปรก" DNA-PK สามารถช่วยซ่อมแซมการแตกของ DNA แบบเกลียวคู่ได้ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งจากสองวิธี สำหรับการหยุดพักด้วยข้อมูลที่ขาดหายไป มันสามารถกำหนดเป้าหมายเอ็นไซม์ที่สามารถเติมนิวคลีโอไทด์ที่ขาดหายไปได้ — เหมือนกับเข็มและด้ายที่เย็บดีเอ็นเอกลับเข้าด้วยกัน สำหรับปลายที่ “สกปรก” DNA-PK จะคัดเลือกเอนไซม์ที่สามารถตัด DNA ที่เสียหายออกเพื่อให้ปลายกลับมารวมกันใหม่ได้ เรื่องนี้เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้ว แต่คำถามสำคัญยังคงไม่ได้รับคำตอบในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ จนถึงขณะนี้: DNA-PK รู้ได้อย่างไรว่าควรเติมหรือตัดปลายที่การแตกแบบสองเส้น?

การค้นพบคอมเพล็กซ์ DNA-PK สองรายการ: เติมและตัดออก

ก่อนหน้านี้ ทีมของ Meek และผู้ร่วมงานของพวกเขาได้เผยแพร่การศึกษาโครงสร้างที่เผยให้เห็นคอมเพล็กซ์ DNA-PK ที่แตกต่างกัน XNUMX ชนิด ซึ่งเรียกว่าไดเมอร์ ในขณะที่นักพันธุศาสตร์ระดับโมเลกุลหลายคนสงสัยอยู่แล้วว่า DNA-PK ช่วยยึด DNA เข้าด้วยกันในระหว่างกระบวนการเชื่อมต่อกันอีกครั้ง หลายคนสงสัยว่าทำไมต้องมีไดเมอร์สองตัว แทนที่จะเป็นแค่ตัวเดียว ในการศึกษาครั้งใหม่ของพวกเขา Meek และผู้ร่วมงานของเธอค้นพบว่า DNA-PK dimer ที่แตกต่างกันสองตัวมีหน้าที่ต่างกัน เอ็นไซม์เชิงซ้อนตัวหนึ่งจะดึงเอ็นไซม์ที่เติมข้อมูลที่หายไป ในขณะที่อีกตัวกระตุ้นเอ็นไซม์ตัดที่กำจัดส่วนปลายที่ "สกปรก" ทีมงานยังค้นพบว่าประสิทธิภาพการซ่อมแซมขึ้นอยู่กับความสมดุลระหว่างไดเมอร์สองตัว

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตบล็อคเชน Web3 Metaverse ข่าวกรอง ขยายความรู้. เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php