近日，中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所材料研究中心微束技術(shù)與應(yīng)用室在DNA損傷修復(fù)蛋白動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表在Biophysical Journal上。

DNA損傷應(yīng)答和修復(fù)在細(xì)胞增殖、癌癥發(fā)生和癌癥治療中起著決定性作用。DNA受到損傷后，大量的DNA損傷應(yīng)答因子以協(xié)調(diào)有序的方式聚集到損傷位點(diǎn)，對(duì)損傷進(jìn)行修復(fù)。支架蛋白被認(rèn)為在協(xié)調(diào)DNA損傷應(yīng)答因子的招募/解離中具有核心作用，它穩(wěn)定DNA損傷及其周圍環(huán)境，為應(yīng)答因子提供結(jié)合位點(diǎn)，促進(jìn)完整的修復(fù)過(guò)程。X射線修復(fù)交叉互補(bǔ)蛋白1（XRCC1）是堿基切除修復(fù)和單鏈斷裂修復(fù)通路中重要的支架蛋白。

研究基于近代物理所高能微束裝置的在線活細(xì)胞成像系統(tǒng)，探究了多種重離子輻照人纖維肉瘤細(xì)胞HT1080后，XRCC1在離子轟擊處的在線瞬態(tài)響應(yīng)過(guò)程。

研究表明，在重離子引起的DNA損傷響應(yīng)過(guò)程中，XRCC1以聚ADP-核糖聚合酶（PARP）依賴的方式被立即（<1秒）招募到重離子輻照誘導(dǎo)DNA損傷位點(diǎn)，XRCC1分子動(dòng)力學(xué)行為符合二次連續(xù)反應(yīng)模型。定量分析XRCC1分子的招募和解離速率常數(shù)發(fā)現(xiàn)，分次輻照同一細(xì)胞導(dǎo)致舊損傷位點(diǎn)上XRCC1的加速解離，而解離的XRCC1立即以更高的效率被循環(huán)利用。

該研究揭示了XRCC1新的急救機(jī)制及其在DNA損傷應(yīng)答中的高周轉(zhuǎn)機(jī)制，有助于我們從生化反應(yīng)角度加深對(duì)DNA損傷應(yīng)答機(jī)理和重離子輻照生物效應(yīng)的理解。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃的支持。

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圖2 二次輻照后XRCC1分子從舊的DNA損傷修復(fù)點(diǎn)加速解離

來(lái)源：中科院