유전자 손상을 신속하고 완전하게 복구하는 것은 대부분의 유기체에서 생사가 걸린 문제가 될 수 있습니다. 특히 수정된 코드가 중요한 기능을 담당하는 경우 시퀀스에 대한 가장 단순한 변경이 재앙을 초래할 위험이 있습니다.
지난 반세기 동안 생물학자들은 DNA를 전심으로 수리하는 데 관련된 대부분의 주요 단계를 조립하는 데 관련된 메커니즘을 연구했습니다. 그러나 그 과정의 일부는 답답할 정도로 불분명했다.
핵심 효소와 DNA에 형광 태그를 붙이고 복구 과정을 실시간으로 지켜보면서 대장균 모델, 스웨덴 웁살라 대학의 연구원들은 박테리아가 유전자 복구를 오류 없이 유지하기 위해 의존하는 템플릿을 찾는 방법에 대한 누락된 세부 정보를 채웠습니다.
대부분의 생명체가 코드를 순서대로 유지하기 위해 사용하는 한 가지 트릭은 프로세스입니다. 상동 재조합, 버전에 실수로 오류가 발생하지 않았는지 확인하기 위해 스크립트의 두 가지 다른 버전을 비교하는 생물학적 동등물입니다.
손상되지 않은 시퀀스 사본을 수리 작업 옆에 걸어두면 절단된 끝이 함께 접착될 때 변경 사항이 발생하지 않도록 셀이 보장할 수 있습니다.
분자생물학자들은 오래전부터 RecA.단백질 재조합효소 이 프로세스를 관리하는 데 중요한 역할을 합니다. DNA의 무결성을 유지하는 데 중요한 효소입니다. 그것의 사본 연구된 거의 모든 종에서 발견됩니다.
DNA의 이중 가닥 ‘사다리’가 완전히 부서지면 단백질 그룹이 절단된 끝 부분을 집고 RecA가 자리를 잡고 일을 할 수 있도록 깔끔하게 다듬는 역할을 합니다.
긴 블록으로 늘어나는 이 단백질에는 끊어진 가닥과 깨지지 않은 DNA의 온전한 두 번째 가닥 모두에 부착할 수 있는 단백질 가닥과 DNA가 포함됩니다.
많은 학자들이 알고 있습니다. 거기에서 와이어는 비교 지점 역할을 할 올바른 시퀀스를 찾아야 합니다. 가닥이 짧은 시간에 이 연구를 수행하는 방법은 50년 동안 미스터리였습니다. 염색체의 복잡한 꼬임과 회전 속에서 조사해야 하는 수백만 개의 염기쌍을 통해 곱하는 것입니다.
작동하는 효소의 타이밍과 탐색을 더 잘 이해하기 위해 연구자들은 수천 개의 대장균 세포는 실험을 하면서 개별 박테리아를 추적할 수 있는 일련의 작은 채널 내부에 있습니다.
세포가 제자리에 있으면 과학자들은 다음을 사용하여 DNA에 미세한 틈을 만들었습니다. 크리스퍼 현미경으로 골절 부위를 시각화하기 위해 형광 마커로 절단된 말단에 라벨을 붙인 유전자 편집.
“미세 유체 배양 칩을 통해 수천 개의 개별 박테리아의 운명을 동시에 추적하고 CRISPR 기술로 인한 DNA 파괴를 적시에 제어할 수 있습니다.” 그는 말한다 웁살라 대학 분자생물학자 Jacob Wiktor.
마지막으로 사용 항체 RecA 스레드가 정착하고 라이브러리 검색을 시작했을 때 찾기.
전체 수리 프로세스가 완료되면 화학 물질 경고를 팀에 보고합니다. 평균적으로 15분 정도 소요되었습니다. 대장균 일을 끝내기 위해.
놀랍게도 단백질이 올바른 템플릿을 찾는 데 9분밖에 걸리지 않았습니다.
그 비밀은 RecA 핵단백질 가닥의 구성에 있는 것으로 보입니다. 이 실은 세포를 통과하여 염색체를 잡고 그립에 있는 서열과 일치하는 것을 찾기 위해 아래로 미끄러집니다.
이것이 그다지 효과적이지 않은 것처럼 보일 수 있지만 카탈로그의 전화 번호와 일치하는 책을 찾기 위해 체계적으로 도서관 복도를 오르락내리락하는 것과 실제로 다르지 않습니다.
“DNA 말단이 이 섬유에 박혀 있기 때문에 가닥의 모든 부분이 귀중한 템플릿을 찾는 것으로 충분하므로 검색은 이론적으로 3차원에서 2차원으로 축소됩니다.” 그는 말한다 아르비드 제노.
“우리 모델은 이것이 빠르고 성공적인 대칭 복구의 열쇠임을 시사합니다.”
이 연구는 박테리아에 대해 수행되었지만 RecA가 생물권 전체에서 유사하다는 사실은 그것이 우리 몸과 관련이 있다는 것을 의미합니다.
이제 프로세스가 어떻게 작동하는지 알았으므로 DNA 복구가 잘못되는 상황의 징후를 찾기 시작할 수 있습니다. 암.
이 연구는 성질.
