DNA修复发现可以改善生物技术

密歇根州立大学兽医学院的一组研究人员做出了一项发现，可能对治疗性基因编辑策略，癌症诊断和治疗以及生物技术的其他进步产生影响。

兽医学院教授凯西·米克(Kathy Meek)以及剑桥大学和美国国立卫生研究院的合作者发现了DNA双链断裂如何修复的一个以前未知的方面。

一种称为DNA-PK的大蛋白激酶启动DNA修复过程;在他们的新报告中，表征了两种不同的DNA-PK蛋白复合物，每种复合物在DNA修复中都具有其他无法承担的特定作用。

“它仍然让我不寒而栗，”米克说。“我认为没有人会预料到这一点。

米克的研究结果发表在《分子细胞》上。

DNA双链断裂如何修复

DNA，生命的蓝图，形状像螺旋;然而，DNA非常容易被破坏。例如，紫外线和许多癌症疗法，包括电离辐射和其他特定药物，都可能对DNA造成损害。有时，两股中只有一根断裂。因为DNA仍然被第二条链结合在一起，细胞可以相当容易地修复DNA——细胞只是从第二条链复制信息。

当两条链断裂时，细胞更难修复DNA损伤。核苷酸形式的信息可能会丢失，必须在DNA末端重新连接之前重新添加。如果一个细胞有多个DNA双链断裂，DNA末端可能与错误的伴侣连接。这种类型的错误通常与许多类型的癌症有关。

如果DNA损伤剂在DNA末端引起化学修饰，双链断裂也可能更难修复。受损的DNA末端通常被称为“脏”末端。

DNA-PK可以通过以下两种方式之一帮助修复DNA双链断裂。对于缺失信息的中断，它可以靶向可以填充缺失核苷酸的酶 - 有点像针和线将DNA缝合在一起。对于“脏”末端，DNA-PK招募可以切断受损DNA的酶，以便末端可以重新连接。

这已经是众所周知的，但直到现在，科学文献中仍然没有回答一个关键问题：DNA-PK如何知道是在双链断裂处填充还是切断末端?

两种DNA-PK复合物的发现：填充和切断

Meek的团队及其合作者之前发表了结构研究，揭示了两种不同的DNA-PK复合物，称为二聚体。虽然许多分子遗传学家已经怀疑DNA-PK有助于在重新连接过程中将DNA末端保持在一起，但许多人想知道为什么会有两个二聚体，而不仅仅是一个。

在他们的新研究中，Meek和她的合作者发现两种不同的DNA-PK二聚体具有不同的功能;一种复合物招募填充丢失信息的酶，而另一种复合物激活去除“脏”末端的切割酶。研究小组还发现，修复效果取决于两种二聚体之间的平衡。