DNA损伤是一种导致双链DNA结构异常的细胞现象。外部因素，如辐射或化学制剂，以及内部因素，如阻断DNA复制，可以在DNA中产生双链断裂(DSBs)。为了对抗DNA损伤，细胞进行DNA修复以保持遗传完整性并确保细胞存活，因为修复dsb失败会导致严重的健康并发症，如癌症风险增加。
dsb通过非同源末端连接(NHEJ)和同源重组(HR)两种机制修复。NHEJ是人类体细胞中主要的DNA修复机制，容易出错。相反，HR在细胞周期的特定阶段是活跃的，并且是无错误的。
酵母中的Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX)三聚体蛋白复合物是HR的核心。Sae2是一种细胞蛋白，与MRX协同刺激核酸内切酶和核酸外切酶活性，启动DNA末端切除。DNA末端切除是修复dsb的两步过程。在近距离切除中，MRX-Sae2内切酶在5 '链上引入一个切口。然后它激活3'-5'外切酶来消化5'链上的一些碱基对，产生单链DNA的延伸。在远距离切除中，Exo1外切酶将切除延伸至5'-3'方向，帮助DNA修复。
在最近发表于2024年8月22日《自然通讯》杂志第15卷的一项研究中，一个国际研究小组试图了解Sae2在DNA修复中的控制机制和生理意义。该团队由日本近代大学的Miki Shinohara教授和Tomoki Tamai先生，瑞士意大利Svizzera大学的Giordano Reginato博士和peter Cejka博士以及美国新泽西州立大学的Katsunori Sugimoto博士组成，他们进行了遗传和生化分析，研究了Sae2如何控制这两种核酸酶的活性。
Shinohara教授分享了他们研究背后的动机，他解释说:“Sae2刺激MRX内切酶和3'-5'外切酶活性用于DNA修复的机制尚不清楚。了解DSB修复中DNA末端加工的这种机制可以增强我们对生物体遗传信息可塑性和稳健性的认识。”
在功能分离实验中，研究人员发现并引入了rad50-C47突变，该突变影响sae2依赖性MRX 3'-5'外切酶活性，但不影响内切酶活性。Shinohara教授强调说:“我们的研究结果表明，MRX内切酶和外切酶的活性是由Sae2通过Rad50通过不同的机制刺激的，确保MRX-Sae2在阻断的DNA末端上进行协调但独立的内切和外切作用。”
详细了解在DSB修复中DNA末端切除过程中Sae2如何控制Mre11的内切酶和外切酶活性，对于维持生物体中保存遗传信息的过程的稳健性至关重要。Shinohara教授总结道:“我们的研究揭示了DNA末端加工的控制机制，这对抑制细胞肿瘤发生很重要，并可能为开发新的抗癌疗法提供有价值的信息。”
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希望本篇文章《新发现的酵母DNA修复机制》能对你有所帮助！
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