蛋白质降解系统对DNA损伤识别和修复的影响

一个国际研究小组已经阐明了泛素-蛋白酶体系统(* 1)在识别和修复已被紫外线(UV)破坏的DNA中的调控机制。神户大学(日本)，国立卫生科学研究所(日本)，鲁汶天主教大学(比利时)，京都大学(日本)和国立遗传学研究所(日本)的研究人员已在该杂志上发表了他们的研究结果。科学报告。

要点

研究人员开发了一种显微镜系统，可以通过紫外线刺激DNA损伤任何细胞内位置，并实时观察细胞反应。

他们观察到蛋白酶体是一种参与蛋白质降解的多蛋白质复合物，在紫外线诱导的DNA损伤部位迅速积聚。

这项研究表明，蛋白酶体的酶活性和结构完整性对于由DDB2蛋白质介导的DNA损伤识别途径至关重要。DDB2基因的突变发生在遗传性干性色素性皮肤病(* 2)中。

研究背景

太阳发出的紫外线对生物体非常有害，因为它会破坏其基因。这称为DNA损伤，通常通过修复系统将其固定在我们的细胞中，从而防止我们在日常生活中遭受因暴露于阳光下而造成的不利影响。但是，患有色素干皮症(XP)的患者在此修复系统中出生时畸形，这意味着他们的身体无法充分修复由紫外线引起的DNA损伤。因此，它们倾向于在阳光暴晒的地区发展皮肤癌。

细胞内的蛋白质会根据需要生成和降解，而泛素-蛋白酶体系统在处理此降解过程中起着重要作用。先前已经表明，遍在蛋白-蛋白酶体系统协调细胞应答以修复UV诱导的DNA损伤。但是，到目前为止，尚不清楚其背后的详细机制。

研究成果

由神户大学生物信号研究中心的SUGASAWA Kaoru教授领导的国际团队开发了一种定制的显微镜系统(* 3)，该系统使他们能够成功观察到各种细胞内蛋白质对紫外线引起的DNA损伤的反应(图1，左)。

DDB2蛋白是负责XP的基因产物之一，对于识别UV诱导的DNA损伤非常重要。利用定制的显微镜系统使研究人员有了新发现：他们发现DDB2蛋白与泛素-蛋白酶体系统一起促进DNA修复。首先，取决于DDB2蛋白的存在，多蛋白复合物蛋白酶体迅速聚集在DNA损伤位点。这表明蛋白酶体的蛋白质降解功能可以在损伤识别和修复后被激活(图1，右)。

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