研究发现TTDA蛋白在DNA修复中起关键作用
时间:2006-05-23 09:33 来源:生物通 作者:张迪 点击:次
DNA面临两大强敌——紫外线和化学致癌物质,它们可通过突变单个核苷酸或改变其物理结构对DNA造成严重破坏。生物体依赖特定蛋白修复特定类型的损伤,以维持基因组完整性。来自麻省理工学院(MIT)的研究人员发现,毛发硫营养不良症组分A(TTDA)在DNA修复和转录过程中发挥重要作用。该成果发表于5月的《PLoS Biology》杂志。 核苷酸切除修复(NER)机制涉及约25种蛋白,它们协同识别并切除损伤结构,包括紫外线诱发的损伤。该修复机制的核心是一种由10个亚基组成的转录/修复因子IIH(TFIIH)复合体,它除了修复DNA外,还参与转录调控。 TTDA是三种与毛发硫营养不良症(TTD)相关的TFIIH基因(XPB、XPD和TTDA)之一。TTD是一种罕见的光敏性遗传早衰综合征,特征包括毛发和指甲脆弱、鳞状皮肤及神经退化。 为研究TTDA亚基在TFIIH复合体中的功能,Giuseppina Giglia-Mari等人用绿色荧光蛋白(GFP)标记TTDA和XPD亚基,通过高分辨率共聚焦显微镜观察其运动和行为。结果显示,TTDA-GFP与XPD-GFP稳定结合形成TFIIH并参与DNA修复;与仅定位于细胞核的XPB不同,TTDA-GFP和XPD-GFP在细胞质和细胞核中均可见。为验证细胞质中TTDA和XPD是否与TFIIH结合,研究人员采用光脱色荧光恢复技术(FRAP),观察到TTDA动态结合TFIIH,且仅在NER过程中稳定结合,而非转录过程。 Giglia-Mari等人得出结论:核心TFIIH复合体吸附到DNA损伤处后,TTDA进入正确位置,引发构象改变,招募其他修复亚基。TTDA还帮助TFIIH正确折叠,防止其降解,并积累TFIIH至NER所需水平。这些观察解释了为何无法产生TTDA的患者会出现衰弱症状。(生物通:张迪) 附:光脱色荧光恢复技术(FRAP)是研究膜流动性的方法。首先用荧光物质标记膜蛋白或膜脂,然后用激光束照射细胞表面某一区域,使荧光淬灭形成漂白斑。由于膜流动性,漂白斑周围的荧光物质逐渐扩散覆盖漂白斑,使淬灭区域亮度恢复至与周围相等。 细胞膜蛋白标记方法多样,可用非特异性染料如异硫氰酸荧光素(FITC)标记全部膜蛋白,或用特异性探针如荧光抗体标记特定膜蛋白。标记后,用激光束局部照射使荧光脱色,形成直径约1μm的白斑。若膜蛋白可移动,白斑因蛋白移动而消失;若不可移动,则白斑持续存在。 根据荧光恢复速度,可推算膜脂扩散速度约为每秒几微米,而膜蛋白扩散速度变化较大,少数可达膜脂速度,多数较慢,部分完全局限于特定区域。这种限制形成膜微区,具有不同蛋白组成和功能,体现了膜蛋白不对称分布带来的功能不对称。 FRAP技术存在局限:仅能检测膜蛋白群体移动,无法观察单个蛋白移动;且不能证明移动是否受局部条件限制。为此,发展了单颗粒示踪(SPT)技术,用抗体金(直径15-40 nm)标记单个膜蛋白,通过计算机控制的摄像显微镜观察。 (责任编辑:泉水) |