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近期，研究人員發(fā)現(xiàn)了普通細(xì)菌大腸桿菌(E. coli)的轉(zhuǎn)錄和DNA修復(fù)之間的直接聯(lián)系。這項研究發(fā)表在權(quán)威科學(xué)雜志《Cell》上，揭示了一種以前未知的機(jī)制，即DNA修復(fù)與基因表達(dá)的第一步轉(zhuǎn)錄過程相結(jié)合。

這一發(fā)現(xiàn)的核心是核糖核酸酶HII (RNaseHII)，它一直被認(rèn)為是負(fù)責(zé)從基因組DNA中去除錯誤結(jié)合的核糖核苷單磷酸(rNMPs)的主要酶。通過結(jié)構(gòu)分析、生化分析和遺傳實驗的結(jié)合，研究人員揭示了核糖核苷酸切除修復(fù)(RER)與轉(zhuǎn)錄過程密切相關(guān)。

圖源：cell（2024）DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.04.029

該研究的主要發(fā)現(xiàn)包括:

1 親和力下拉和質(zhì)譜技術(shù)鑒定了RNaseHII和RNA聚合酶(RNAP)之間的顯著相互作用，RNAP是負(fù)責(zé)將DNA轉(zhuǎn)錄成RNA的酶。

2 低溫電鏡結(jié)構(gòu)提供了轉(zhuǎn)錄延伸期間RNaseHII和RNAP之間形成的復(fù)合物的詳細(xì)信息，無論是否有目標(biāo)rNMP底物。

3 RNAP-RNaseHII相互作用的破壞降低了體內(nèi)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的效率，突出了這種偶聯(lián)對DNA修復(fù)的重要性。

4 該研究提出了一種模型，RNaseHII在轉(zhuǎn)錄DNA時與RNAP一起“騎行”，掃描并去除錯誤結(jié)合的核糖核苷酸。

這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了之前認(rèn)為DNA修復(fù)是一個與轉(zhuǎn)錄分離的過程的觀點(diǎn)，相反，RNA聚合酶作為一種監(jiān)測“載體”，實時檢測和修復(fù)最常見的復(fù)制錯誤。這種轉(zhuǎn)錄偶聯(lián)修復(fù)機(jī)制的發(fā)現(xiàn)不僅加深了我們對基本細(xì)胞過程的理解，而且為研究DNA修復(fù)機(jī)制和DNA損傷相關(guān)疾病的潛在治療策略開辟了新的途徑。

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