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Posted in | Nanomedicine

Forschung Stellt fest, Wie Tasten-Molekül DNS-Brüche Ausbessert

Published on October 1, 2009 at 7:43 PM

Wissenschaftler von der US-Abteilung von Nationalem Laboratorium des Lawrence Berkeley der Energie und von Scripps-Forschungsinstitut haben die Rolle festgestellt, die durch das wenig-verstandene Teil eines Erstversorgermoleküls gespielt wird, das die Anstürme herein, zum von Brüchen in den DNA-Strängen, ein Prozess zu binden und zu reparieren, der Leuten hilft, Krebs zu vermeiden.

Das letzte Stück des MRN-Puzzlespiels fällt in Platz: Moleküle Nbs1 dehnen sich von der DNS-Reparaturmaschine wie zwei flexiblen Waffen aus, wie durch neue Forschung an der Fortgeschrittenen Lichtquelle Berkeley-Labors aufgedeckt. In dieser Abbildung überbrückt der MRN-Komplex einen DNS-doppelstrang Bruch, in dem die grünen und blauen DNA-Abschnitte sich treffen. (Kredit: Tainer-Labor)

Mit diesem abschließenden an der richtigen Stelle Puzzleteil, können Wissenschaftler besser verstehen, wie das Reparatursystem weg Krebs in den gesunden Leuten abwehrt, und andererseits, wie er Krebszellen hilft, Chemotherapie zu widerstehen. Dieses konnte Forscher aktivieren, effektivere Therapien mit weniger Nebenwirkungen zu entwickeln.

Das Team dechiffrierte das kaum erforschte Bauteil unter Verwendung der innovativen Röntgenstrahlabbildungstechniken an der Fortgeschrittenen Lichtquelle Berkeley-Labors, die helles Licht für wissenschaftliche Forschung erzeugt. Sie fanden, dass sie von der Reparaturmaschinerie wie einer flexiblen Waffe sich ausdehnt und Moleküle ergreift, die erforderlich sind, der Maschine zu helfen, getrennte DNA-Stränge zurück zip zusammen.

Ihre Arbeit wird im Punkt Am 2. Oktober 2009 der Zapfen Zelle veröffentlicht.

„Dieses deckt nicht nur, wie Lebenswerke auf einem grundlegenden Niveau, aber auch verspricht, die Entwicklung von Krebsbehandlungen zu führen,“ sagt John Tainer der Biowissenschafts-Abteilung Berkeley-Labors und des Scripps-Forschungsinstituts in La Jolla auf, CA mit-geführtes Tainer die Forschung mit Paul Russell des Scripps-Forschungsinstituts.

Die Erstversorgermaschine, ein Proteinkomplex rief Mre11-Rad50-Nbs1 (oder MRN kurz), automatisch ansteuert herein auf der ernstesten Art von Brüchen, in denen beide Stränge eines DNS-Doppelhelixes geschnitten werden. Sie dann stoppt die Zelle vom Teilen und startet eine fehlerfreier übereinstimmende Rufrekombination DNS-Reparatur Prozess, die defekte Gene austauscht. Wenn unrepaired, können Brüche des doppelten, Stranges zu die starke Verbreitung von Krebszellen führen.

Leider bedeutet Laser ähnlicher Fokus MRNS auf DNS-Reparatur, dass er auch unterbrochene DNS in den Krebszellen ausbessert. Dieses verhindert manchmal Chemotherapiebehandlungen, die Krebszellen beenden, indem sie Brüche des doppelten Stranges DNS verursachen.

Wegen seiner Schlüsselrollen - gut und falsch - Wissenschaftler haben sorgfältig MRN seit 1995 studiert, um zu lernen, wie es in den gesunden Leuten, wie seine Veränderungen Krankheiten wie Krebs fördern und ihn während der Krebsbehandlung vielleicht zu deaktivieren funktioniert.

Trotz mehr als ein Jahrzehnt der Bemühung, fehlte ein kritisches Teil: ein Protein rief Nbs1, das durch das „N“ in MRN dargestellt wird.

Um Nbs1's-Funktion zu bestimmen, verwendete das Team ein Hoch entwickeltes Lichtquelle beamline, das SIBYLS genannt wurde, die extrem hochauflösende Bilder der Kristallstruktur eines Proteins über eine Technik erbringt, die Röntgenstrahlkristallographie genannt wird. Das beamline wird auch mit dem Klein-winkel Röntgenstrahlzerstreuen, das die Gesamtdarstellung eines Proteins in gelöster Form bestimmen kann, ein entscheidender Schritt ausgerüstet, der angleicht, wie ein Protein in seinem natürlichen staats- wie innerhalb einer Zelle erscheint.

Die Wissenschaftler bildeten diese zwei Hilfsmittel auf Menschen- und HefeNbs1 Proteinen aus. (DNS-Reparatur ist zum Leben so wesentlich, dass viele der molekularen Maschinen, die sie durchführen, wenig während der Entwicklung geändert haben). Wichtig studierte das Team Nbs1 gesprungen zu einem Partnerprotein, das DNS während der ersten Schritte der Bruchreparatur des doppelten Stranges öffnet. Dieses aktivierte sie, Nbs1 bei der Arbeit zu beobachten.

Sie fanden dass Attachés Nbs1 zum HERRN Proteinkomplex genau, wo der Proteinkomplex auf dem DNS-Bruch zusammenläuft. Nbs1 verbiegt auch in die Mitte wie einen Krümmer, um Moleküle zur Reparatursite zu lenken.

Diese Einblicke bieten den besten Blick dennoch an, von wie Nbs1 arbeitet und von wie schädigendes Nbs1 zu Krankheit führen kann. Es schlägt auch Methoden zum Universalschraubenschlüssel MRN vor, damit es DNS nicht während der Chemotherapie reparieren kann. Möglicherweise kann ein Molekül in Nbs1's-Krümmergelenk gezwängt werden, also kann es nicht verbiegen und das MRN komplexe unbrauchbare übertragen.

„Diese Kristall- und Lösungszellen haben uns einen aufregenden Sprung vorwärts in unserem Verständnis des Nbs1 gegeben und wie Defekte im Protein Krankheit verursachen,“ sagt Scott Classen der Körperlichen die Biowissenschafts-Abteilung Berkeley-Labors.

Fügt Tainer hinzu, „Verstehend, wie das Gehäuse auf DNS-Brüche ist grundlegend für Krebsinterventionen und Gentherapien reagiert. Diese Ergebnisse öffnen die Klappe zur Steuerung der Reparatur von DNS-Brüchen für Krebstherapeutik und das Genanvisieren.“

Die Forschung wurde vorbei im Teil durch Bewilligungen vom Nationalen Krebsinstitut der Nationalen Institute der Gesundheit finanziert. Die Fortgeschrittene Lichtquelle Berkeley-Labors wird durch die US-Abteilung des Büros der Energie der Wissenschaft unterstützt.

Das SYBILLEN beamline wird durch die US-Abteilung des Büros der Energie der Wissenschaft und der Nationalen Institute der Gesundheit unterstützt.

Last Update: 13. January 2012 17:28

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