环状DNA抗辐射的“绝活”(图)

【字体: 时间:2003年01月13日 来源:

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    [生物通讯]核辐射的微尘对恐兽球菌(Deinococcus radiodurans)不会构成威胁。这种极具韧性的细菌对核辐射的耐受力比其它生物强1500倍。但恐兽球菌是如何抵御如此强的辐射的还是一个谜。现在,一组研究人员认为,损伤控制得到了恐兽球菌倾向于将基因组的多余拷贝压缩为密实的环状形式的帮助。

    用高剂量辐射处理普通生物,其结果大都是非常悲惨的:组织增大,DNA链断裂,染色体破碎。所有生物都含有检测和修复断裂DNA的蛋白,但它们实际上能够修复的损伤很少。相反, D. radiodurans 的DNA修复机制异乎寻常地有效。这部分可能是由于恐兽球菌的生[AD340X300] 理结构,研究人员怀疑。恐兽球菌每个细胞中不是只有一个,而是有4个基因组拷贝。已有研究证明,压缩为圆形花托状的环状DNA更易被修复,因为环状可以将分解的DNA链保留在原位,直到它们再次被剪接到一起。

    为调查这个救命的机制,以色列Weizmann科学研究院的Abraham Minsky和他的同事将数千个恐兽球菌暴露于高剂量辐射之下。然后他们使球菌慢慢复原,在恢复的不同阶段将它们快速冷冻以捕捉修复机制的每个时间段的活动。在遭受辐射侵袭后,恐兽球菌的4个基因组“隔间”中每一个的DNA在修复开始时维持环状形状,而在修复的第二阶段,环状DNA开始解开。每个拷贝派遣自身的一部分通过“隔板”之间的一个空洞,与基因组的其它拷贝混合在一起。由于基因组存在多余拷贝,因而使每拷贝基因组不是所有部分都被损伤成为可能,因而混合在一起的DNA片段就可能利用未被降解的部分修复出一个完整的拷贝作为模板,研究人员认为。有关研究结果发表在1月10日期的《科学》上。

    但路易斯安娜州立大学的微生物学家John Battista对此并不信服。如果环状DNA在其它6隔近缘的抗辐射细菌中也存在,环状DNA与其逃生辐射能力之间的联系可能才更具说服力。如果有D. radiodurans的任何近缘种缺少这种环状DNA,那么这个结论就不成立。”

生物通编译自SCIECE NOW

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