最近，密歇根大學(xué)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的一類蛋白質(zhì)，能夠從事一種“搜救”型的活動(dòng)，搜尋錯(cuò)配的DNA，并修復(fù)它，以阻止可能與某些癌癥相關(guān)的危險(xiǎn)突變。

密歇根大學(xué)分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)副教授Lyle Simmons指出，眾所周知，蛋白質(zhì)MutS可以識(shí)別并修復(fù)細(xì)胞中的DNA錯(cuò)配，但是，它如何檢測(cè)這種罕見的事件，直至現(xiàn)在還不清楚。這項(xiàng)研究結(jié)果發(fā)表在十一月二日的《PNAS》雜志，有助于我們進(jìn)一步了解DNA中的錯(cuò)誤是如何被發(fā)現(xiàn)和修復(fù)的。

MutS蛋白是參與DNA錯(cuò)配修復(fù)的第一個(gè)蛋白，負(fù)責(zé)檢測(cè)可能使人類易患某些癌癥（一種稱為Lynch綜合征的遺傳性疾病或癌癥家族綜合征）的罕見錯(cuò)誤。Simmons說，如果一個(gè)人的錯(cuò)配修復(fù)系統(tǒng)受到阻礙，突變率就會(huì)增加100到1000倍。許多Lynch綜合征患者，在MutS修復(fù)蛋白通路中有一個(gè)突變，更易患上結(jié)腸癌和胃癌、卵巢癌、小腸癌等等。

化學(xué)助理教授Julie Biteen說：“這里一個(gè)很特別的問題是，MutS如何在數(shù)以千計(jì)的錯(cuò)誤配對(duì)中發(fā)現(xiàn)其罕見的DNA錯(cuò)配靶標(biāo)。”在人體內(nèi)，每3000萬到6000萬個(gè)正確配對(duì)的堿基，只發(fā)生一次錯(cuò)配。

Biteen說：“以前的工作，包括諾貝爾獎(jiǎng)得主Paul Modrich的工作，表明MutS可以與DNA在試管中進(jìn)行相互作用。在這里，我們?cè)谝粋€(gè)活細(xì)胞內(nèi)觀察MutS蛋白的運(yùn)動(dòng)，以探討MutS如何與活細(xì)胞內(nèi)的DNA相互作用。”

研究人員在細(xì)菌中研究MutS蛋白，很有可能這個(gè)蛋白也在人類中發(fā)揮相同的作用。Simmons說：“我們?yōu)榱私饧?xì)胞如何避免突變奠定了基礎(chǔ)。此外，我們的工作正在推動(dòng)我們開發(fā)新的顯微技術(shù)，以后可用來理解人體細(xì)胞中的MutS蛋白如何發(fā)揮功能。”

為了看到這個(gè)蛋白，研究人員們將MutS蛋白與一個(gè)熒光標(biāo)記融合，并用激光激發(fā)熒光。Simmons說，然后，他們可以追蹤穿過活體細(xì)胞的單個(gè)分子，類似于在擁擠的房間里用聚光燈對(duì)著一個(gè)人。

他們發(fā)現(xiàn)，MutS快速移動(dòng)到覆蓋整個(gè)擬核，然后當(dāng)它到達(dá)DNA復(fù)制的地方時(shí)，顯著減慢。在這個(gè)復(fù)制位點(diǎn)，MutS確定并固定錯(cuò)配。

Simmons說：“我們的研究表明，快速移動(dòng)的蛋白不是尋找錯(cuò)配，而是尋找復(fù)制的位點(diǎn)。一旦到達(dá)那里，它就會(huì)減慢并搜索DNA合成時(shí)發(fā)生的錯(cuò)誤。”

有四個(gè)成對(duì)排列的堿基，每個(gè)堿基只有一個(gè)特定的配對(duì)伙伴。堿基對(duì)使兩個(gè)DNA螺旋鏈結(jié)合在一起，當(dāng)錯(cuò)誤的配對(duì)伙伴與最初的DNA堿基配對(duì)時(shí)，就會(huì)發(fā)生錯(cuò)配。當(dāng)這些DNA鏈復(fù)制時(shí)，遺傳信息被傳遞，復(fù)制的錯(cuò)誤可能導(dǎo)致癌癥。

Biteen說，錯(cuò)配的堿基對(duì)，可使復(fù)制叉上的DNA扭結(jié)。MutS蛋白本身在那個(gè)復(fù)制叉上，因此它準(zhǔn)備捕獲任何錯(cuò)誤。作為一個(gè)額外的好處，這個(gè)定位可能告訴MutS：哪一側(cè)被修復(fù)？哪一側(cè)是新的、改變了的DNA。