20년 2024월 XNUMX일
(나노 워크 뉴스) 도쿄 수도 대학의 연구자들은 RecA 단백질이 매달려 있는 단일 가닥 끝을 온전한 이중 가닥에 통합하고 손상되지 않은 서열을 기반으로 파손된 부분을 복구함으로써 이중 가닥 DNA의 파손을 복구하는 상동성 재조합에 의한 DNA 복구를 연구해 왔습니다. 그들은 RecA가 단일 가닥을 한 번도 풀지 않고도 이중 나선에 단일 가닥을 넣을 위치를 찾는다는 것을 발견했습니다. 그들의 연구 결과는 핵산 연구 (“RecA에 의한 D-loop 형성에서 이중 가닥 DNA-str 및 분리 없이 상동성 인식”), 암 연구의 새로운 방향을 약속합니다.
상동 재조합에는 두 가지 경쟁 모델이 존재합니다. 이 연구의 결과는 상동성 검색 중에 이중 가닥 DNA가 풀리지 않는 모델을 뒷받침합니다. (이미지: Tokyo Metropolitan University) 상동재조합(HR)은 동물, 식물, 곰팡이 및 박테리아를 포함한 모든 생명체에서 공유되는 유비쿼터스 생화학적 과정입니다. 우리가 일상생활을 하면서 우리의 DNA는 온갖 종류의 환경적, 내부적 스트레스를 받으며, 그 중 일부는 이중나선의 두 가닥이 모두 파손될 수 있습니다. 이는 재앙이 될 수 있으며 임박한 세포 사멸로 이어질 수 있습니다. 다행히 HR과 같은 프로세스에서는 이러한 손상을 지속적으로 복구하고 있습니다.
HR 중에는 나선의 두 개의 노출된 끊김 끝 중 하나가 떨어져서 노출된 단일 가닥 끝이 드러납니다. 이것을 절제라고 합니다. 그런 다음 RecA(또는 이와 동등한 것)로 알려진 단백질이 노출된 단일 가닥과 근처의 손상되지 않은 이중 가닥에 결합합니다. 다음으로, 단백질은 동일한 서열을 "검색"합니다. 올바른 위치를 찾으면 가닥 침입이라고 알려진 과정을 통해 단일 가닥을 이중 나선으로 재결합합니다. 깨진 DNA 가닥은 이후 기존 DNA를 주형으로 사용하여 복구됩니다. HR은 이중 가닥 파손의 정확한 복구와 유전 정보 교환을 가능하게 하여 생물 다양성의 핵심 부분이 됩니다. 그러나 RecA가 단일 가닥과 이중 가닥을 모두 보유할 때 발생하는 현상을 포함하여 HR의 정확한 생화학적 그림은 아직 명확하지 않습니다.
도쿄도립대학 히로타 코우지 교수가 이끄는 팀은 HR과 같은 DNA 복구 메커니즘을 연구해 왔습니다. 가장 최근 연구에서 그들은 HR이 발생할 때 어떤 일이 발생하는지에 대한 두 가지 경쟁 모델을 테스트하려고 했습니다. 하나는 RecA가 "상동성 검색" 중에 이중 가닥의 한 부분을 풀어서 가닥 침입이 발생할 수 있는 올바른 위치를 찾으려고 시도하는 것입니다. 두 번째에서는 RecA 바인딩 후에 풀림이 없습니다. 가닥 침입이 발생할 때만 풀림이 발생합니다.
이 팀은 Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science의 팀과 협력하여 이러한 현상 중 실제로 발생하는 문제를 해결하기 위해 두 가지 접근 방식을 채택했습니다. 처음에 그들은 이중 가닥을 분리할 수 없는 RecA 돌연변이를 사용했습니다. DNA 복구에 영향을 미쳤는지 확인하기 위해 가닥을 풀 수 없습니다. 이것은 최소한의 효과가 있음이 밝혀졌습니다. 두 번째로 그들은 공정의 여러 단계에서 가닥에 비틀림이 얼마나 많이 생성되었는지 측정하려고 했습니다. 그들은 상동성 검색이 완료된 후에 감지할 수 있는 풀림으로 인한 유일한 비틀림이 발생했음을 발견했습니다. 가닥 침입이 발생했을 때. 처음으로 팀은 두 번째 모델이 정확하다는 것을 분명히 보여주었습니다.
상동 재조합에 대한 자세한 통찰력은 문제가 발생했을 때 무슨 일이 일어나는지 이해하는 데 필수적입니다. 예를 들어 유방암과 관련된 요인(BRCA1 및 BRCA2)은 RecA의 인간 버전인 RAD51에 단일 가닥 DNA를 올바르게 로딩하는 역할도 합니다. 이는 BRCA1 또는 BRCA2에 유전적 결함이 있는 환자에서 HR 문제가 유방암 발병률의 높은 원인이 될 수 있음을 시사합니다.
상동 재조합에는 두 가지 경쟁 모델이 존재합니다. 이 연구의 결과는 상동성 검색 중에 이중 가닥 DNA가 풀리지 않는 모델을 뒷받침합니다. (이미지: Tokyo Metropolitan University) 상동재조합(HR)은 동물, 식물, 곰팡이 및 박테리아를 포함한 모든 생명체에서 공유되는 유비쿼터스 생화학적 과정입니다. 우리가 일상생활을 하면서 우리의 DNA는 온갖 종류의 환경적, 내부적 스트레스를 받으며, 그 중 일부는 이중나선의 두 가닥이 모두 파손될 수 있습니다. 이는 재앙이 될 수 있으며 임박한 세포 사멸로 이어질 수 있습니다. 다행히 HR과 같은 프로세스에서는 이러한 손상을 지속적으로 복구하고 있습니다.
HR 중에는 나선의 두 개의 노출된 끊김 끝 중 하나가 떨어져서 노출된 단일 가닥 끝이 드러납니다. 이것을 절제라고 합니다. 그런 다음 RecA(또는 이와 동등한 것)로 알려진 단백질이 노출된 단일 가닥과 근처의 손상되지 않은 이중 가닥에 결합합니다. 다음으로, 단백질은 동일한 서열을 "검색"합니다. 올바른 위치를 찾으면 가닥 침입이라고 알려진 과정을 통해 단일 가닥을 이중 나선으로 재결합합니다. 깨진 DNA 가닥은 이후 기존 DNA를 주형으로 사용하여 복구됩니다. HR은 이중 가닥 파손의 정확한 복구와 유전 정보 교환을 가능하게 하여 생물 다양성의 핵심 부분이 됩니다. 그러나 RecA가 단일 가닥과 이중 가닥을 모두 보유할 때 발생하는 현상을 포함하여 HR의 정확한 생화학적 그림은 아직 명확하지 않습니다.
도쿄도립대학 히로타 코우지 교수가 이끄는 팀은 HR과 같은 DNA 복구 메커니즘을 연구해 왔습니다. 가장 최근 연구에서 그들은 HR이 발생할 때 어떤 일이 발생하는지에 대한 두 가지 경쟁 모델을 테스트하려고 했습니다. 하나는 RecA가 "상동성 검색" 중에 이중 가닥의 한 부분을 풀어서 가닥 침입이 발생할 수 있는 올바른 위치를 찾으려고 시도하는 것입니다. 두 번째에서는 RecA 바인딩 후에 풀림이 없습니다. 가닥 침입이 발생할 때만 풀림이 발생합니다.
이 팀은 Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science의 팀과 협력하여 이러한 현상 중 실제로 발생하는 문제를 해결하기 위해 두 가지 접근 방식을 채택했습니다. 처음에 그들은 이중 가닥을 분리할 수 없는 RecA 돌연변이를 사용했습니다. DNA 복구에 영향을 미쳤는지 확인하기 위해 가닥을 풀 수 없습니다. 이것은 최소한의 효과가 있음이 밝혀졌습니다. 두 번째로 그들은 공정의 여러 단계에서 가닥에 비틀림이 얼마나 많이 생성되었는지 측정하려고 했습니다. 그들은 상동성 검색이 완료된 후에 감지할 수 있는 풀림으로 인한 유일한 비틀림이 발생했음을 발견했습니다. 가닥 침입이 발생했을 때. 처음으로 팀은 두 번째 모델이 정확하다는 것을 분명히 보여주었습니다.
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- 출처: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64466.php
