揭开保护复制DNA免于降解的机制

来自东京都立大学和意大利FIRC分子肿瘤学研究所(IFOM)的研究人员通过使用最近开发的条件蛋白质降解系统成功地耗尽了DNA复制的关键蛋白AND-1。他们获得了前所未有的基础机制，并确定在脊椎动物细胞的DNA复制和细胞增殖过程中，AND-1具有由AND-1的不同结构域介导的两种不同功能。

为了使生物体发挥作用，所有细胞共享相同的DNA蓝图至关重要。这可以通过DNA复制过程实现，其中DNA在细胞繁殖之前被精确复制和分布。复制是所有生物遗传的基础，并得到一系列生化途径的支持，这些途径旨在确保其无错误且以正确的速度发生。如果不这样做可能会带来灾难性的后果，包括癌症。了解这种高度复杂程序背后的具体机制至关重要。

AND-1 / Ctf4蛋白是DNA复制的关键参与者，存在于广泛的生物体中。Ctf4 / AND-1在某些生物体中是必不可少的，但是它是否是脊椎动物细胞增殖的必需基因尚未在实验中显示出来。此外，还不知道AND-1的损失如何影响细胞增殖。

为了解决这个问题，由IFOM的Dana Branzei博士和东京都立大学的Kouji Hirota教授领导的团队将DT40细胞与生长素诱导的degron结合起来，这是一种特别适合基因工程的禽细胞。 (AID)系统，一种选择性耗尽靶蛋白的方法。他们建立了1-aid辅助细胞系，其中在添加生长素(一种植物激素)后几小时内，AND-1蛋白的修饰形式被降解。该细胞系表达了AND-1缺失的急性后果，为蛋白质的作用提供了前所未有的洞察力。

正确完成后，DNA复制应导致新的双链DNA螺旋的形成。作者使用透射电子显微镜(TEM)观察DNA复制中间体，并在没有AND-1的情况下在叉分支点观察到具有异常长的单链DNA的新合成的DNA。他们假设这是由于DNA裂解酶，一种核酸酶，破坏了链解体的过程。在进一步添加抑制特定核酸酶MRE11作用的化合物时，它们能够恢复异常复制叉表型并恢复细胞分裂，明确证明了AND-1在防止核酸酶对新生DNA裂解中发挥的关键作用。在复制期间。进一步分析显示，称为WD40重复序列的蛋白质的特定部分负责防止对链的损伤累积。

该研究强调了尖端技术的成功组合，以实现特定蛋白质的条件灭活;新细胞在一个月内开发出来。这表明应用该方法研究其他难以定位的基因和过程的令人兴奋的前景，从而导致对细胞如何工作的新见解。