在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自美國(guó)貝勒醫(yī)學(xué)院等多家研究機(jī)構(gòu)的研究人員揭示出當(dāng)Dna2缺失時(shí),較小的DNA片段從整個(gè)基因組跳躍到染色體斷裂處。這種新的機(jī)制可能解釋了在癌癥或抗體多樣化過(guò)程中經(jīng)常觀察到的類似事件。
實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)是了解DNA修復(fù)的基本機(jī)制。在這項(xiàng)研究中,使用酵母作為研究對(duì)象,并首次發(fā)現(xiàn)了一種果蠅突變體,在這種突變體中經(jīng)常發(fā)生DNA片段插入到DNA斷裂處中。這種突變體缺乏Dna2,這是一種在所有有機(jī)體中都保守的酶。已知稱為轉(zhuǎn)座子的可移動(dòng)遺傳因子從一條染色體跳躍到另一條染色體。在這種果蠅突變體中,出乎意料之外的是,Ira和他的同事發(fā)們現(xiàn)任何一條染色體都可以跳躍進(jìn)DNA斷裂處。
在DNA合成過(guò)程中,較長(zhǎng)的單鏈DNA片段偶爾會(huì)形成,并且它們通常會(huì)被Dna2清除。在缺乏Dna2的突變體中,這些過(guò)度合成的DNA片段會(huì)在DNA斷裂處被捕獲,從而導(dǎo)致基因組不穩(wěn)定,在大多數(shù)情形下,這對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生負(fù)面影響。但是,這些插入也可能導(dǎo)致基因重復(fù)(gene duplication)和染色體進(jìn)化,從而也可能對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生積極影響。我們提出Dna2---它的活性包括降解過(guò)度合成的DNA片段---阻止這些DNA片段插入到基因組中,從而阻止遺傳密碼發(fā)生改變。
這些研究人員還研究了將自身插入染色體斷裂處的DNA片段的起源。他們發(fā)現(xiàn)較小的基因、位于染色體末端的稱為端粒的DNA片段以及其他的DNA插入序列來(lái)源自整個(gè)基因組。
據(jù)報(bào)道,類似的DNA片段插入在癌癥中是比較常見(jiàn)的,在缺乏Dna2的細(xì)胞中描述的這種機(jī)制也可能在許多產(chǎn)生較小的DNA片段但沒(méi)有被正確降解的細(xì)胞條件下觀察到。我們認(rèn)為這在癌癥中很常見(jiàn),但也可能在缺乏先天免疫系統(tǒng)中負(fù)責(zé)消除外源DNA的某些組分的患者中發(fā)生。