分子形状シフター

UNMチームは、タンパク質がDNAの読み取りから修復に至る可能性があることを発見し、新しい癌治療への道を示しています

私たちの各セルの中に住んでいます、私たちのDNAは、タンパク質を作るためのレシピの本のように機能します。 しかし、レシピが間違っている場合、セルは何をしますか？

Peng Mao、PhDと彼のチームは、レシピが読まれているときに細胞がDNAを修復するために使用する複雑な一連のイベントを発見しました。 チームは、20月XNUMX日のオンライン版で研究を発表しました。 米国科学アカデミー紀要。 彼らの発見は、癌治療の改善につながる可能性があります。

UNM分子医学部の助教授であるマオは、私たちの細胞のそれぞれがそのタスクを実行することを可能にするタンパク質を持っていると説明します。 DNAは、はしごのような構造の横木にあるこれらすべてのタンパク質のレシピをエンコードします。

しかし、真央は次のように述べています。「DNAは人々が当初考えていたほど安定していません。 損傷する可能性があります。つまり、化学的に修飾されている可能性があります。」

細胞は損傷を修復するためにいくつかの異なる方法を採用しています。 マオと彼のチームは、UNMとワシントン州立大学の彼の以前の研究室の科学者を含み、転写共役DNA修復と呼ばれるこれらの方法のXNUMXつを研究しました。

転写は、細胞がDNAコードをタンパク質に翻訳するために使用するプロセスの最初のステップです。 細胞核の小さな空間の中で、DNAはそれ自体に複雑に巻き付いています。 タンパク質を作るには、細胞はそのタンパク質の遺伝子配列（レシピ）を含むDNAのセクションを解きほぐして分離する必要があります。

転写では、RNAポリメラーゼと呼ばれるタンパク質のグループが、解明され分離されたDNAに沿って移動し、遺伝子を解読して、メッセンジャーRNAと呼ばれる対応する分子を構築します。 次に、メッセンジャーRNAは細胞のタンパク質生成構造に移動します。

転写中、RNAポリメラーゼは、DNAの損傷した部分に遭遇すると停止します。 「（それは）線路を走る電車のようなものです」とマオは言います。 「損傷があると、列車の動きが妨げられます。」

Maoのチームは、遺伝子の損傷を修復してRNAポリメラーゼトレインを再び動かす、振り付けされた一連の細胞イベントを発見しました。

CSBと呼ばれるタンパク質は停止したRNAポリメラーゼに行き、それに結合して、SPT4 / SPT5と呼ばれるタンパク質のペアを取り除きます。 これらのタンパク質は、RNAポリメラーゼに結合すると、通常の遺伝子転写中にDNAに沿って移動するのに役立ちます。 それらが取り除かれると、RNAポリメラーゼは停止します。

SPT4 / SPT5の放出により、RNAポリメラーゼの形状が変化し、DNA修復タンパク質がそれに結合できるようになります。 DNA修復タンパク質を使用すると、RNAポリメラーゼは転写から修復に切り替わります。 DNAが固定されると、RNAポリメラーゼはその転写を再開できます。

真央は、RNAポリメラーゼがどのように遺伝子修復モードから転写モードに戻るのかを科学者がまだ知らないことを注意深く指摘しています。 それは彼と彼のチームが研究したい分野です。 しかし、細胞タンパク質のこのダンスについてもっと知ることは、私たちの既存の抗がん剤の兵器庫をより強力にするのに役立つとマオは言います。

真央は、転写共役DNA修復を阻害することにより、大量の毒性遺伝子損傷を誘発することによって機能する化学療法や放射線療法に対して癌細胞を感作することが可能であると説明しています。

「強力な転写共役修復メカニズムと他のDNA修復経路がある場合」とMao氏は言います。 「それは癌細胞に生き残るための利点を与えるでしょう。」 したがって、癌細胞が転写結合DNA修復を使用することを抑制すると、癌細胞は薬物や放射線の影響を受けやすくなる可能性があります。

真央は、さまざまなタンパク質がこのDNA修復プロセスをどのように助けたり妨げたりするかを理解することは、癌細胞が化学療法や放射線療法にどのように反応するかを制御するのに役立つと言います。

「私たちは非常に興奮しています」とマオは彼のチームの発見について語っています。 「これは私たちに多くの励ましを与えてくれます。 この特定の経路においてさえ、まだ多くの未回答の質問があります。」

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Peng Mao、PhDは、ニューメキシコ大学医学部の分子医学部門内科の助教授です。

「酵母クロマチンにおける転写共役ヌクレオチド除去修復の促進におけるRad26のゲノムワイドな役割」は、20年2020月XNUMX日、全米科学アカデミー紀要のオンライン版に掲載されました。 この作品は、ワシントン州立大学の分子生物科学部と生殖生物学センター、およびニューメキシコ大学総合がんセンターの内科、細胞および分子腫瘍学プログラムとのコラボレーションです。 著者は次のとおりです。MingruiDuan、PhD; カティレサンセルヴァム博士; ジョン・J・ワイリック博士; とPengMao、PhD。

国立衛生研究所の国立癌研究所は、この出版物で報告された研究を賞番号P30CA118100、主任研究者：Cheryl Willman、MDとして支持しました。 内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所の公式見解を表すものではありません。