[生物通讯]南加州大学Keck医学院的科学家首次描述了一个新的、稳定的DNA结构。这个结构在小鼠和人体细胞中都存在，与标准的沃特森－克里克DNA双螺旋模型不同，在抗体即免疫球蛋白的产生中起着至为重要的作用。

这项研究已先期发表在本周《自然免疫学》（Nature Immunology）的网络版上，随后将正式发表在5月期的印刷版上。

“5种不同免疫球蛋白产生的方式是一个近乎完美的体系。”研究的领导人、病理学与生物化学教授Michael Lieber指出。“20年来，细胞如何从产生一种免疫球蛋白转变，产生另一种免疫球蛋白的DNA机制还是一个难解之谜。”

典型的抗体分子形状象字母“Y”。两个短臂末端的区域都藏有识别和结合特异外来物质也就是抗原的受体。这些受体是通过一个已被研究较透彻的B细胞核DNA内的剪接机制产生的。B细胞是免疫系统的关键组成成分。

“Y”上的长柄决定着抗体属于哪一类免疫球蛋白。这个长柄也是通过B细胞核的剪接工作产生的，但其原理相当复杂，直到现在，研究人员对此的了解也很少。

 免疫球蛋白的类别十分重要，因为它决定了抗体的将在机体的哪个部位执行任务。例如，免疫球蛋白M(IgM)主要是在血液中工作；IgG能够轻易溜进毛细血管壁穿越胎盘；IgA 能够在肺部、消化道和机体的分泌物（唾液、汗液和眼泪）中落脚。

虽然机体的所有部位都需要抗体，但它们在生命之初都是IgM，研究的第一作者、南加州大学/Norris 综合癌症中心的研究员Kefei Yu博士解释说。为了到达需要它们的地方，抗体需要改变其类别－－从IgM 变成IgG 或IgA 或 IgE或IgD。

通过经历这种所谓的类别转换，机体就能向机体的不同部位发送同一种“抗体导弹”。Lieber解释说。

这种类别转换是由DNA剪切完成的，通过剪切，IgM以及任何其它类别抗体的遗传密码都可以被篡改。

Lieber、 Yu和他们的同事发现，为完成这样的剪切，编码所需免疫球蛋白类的DNA必需首先与一条正在转录它的RNA链形成一个稳定、相对持久的结合。只有当这种名为R环（R-loop）的适宜的结构存在时，DNA才能被剪切和拼接，产生不同免疫球蛋白类的抗体。

这不是正常的DNA剪接过程。通常，酶是根据特殊的核苷酸序列剪切DNA的；这些序列作为发送给酶的信号，指明剪切的精确位置。但Yu解释说，在免疫球蛋白类别的转换过程中，没有特异的信号传导序列，相反只是R环的存在告诉酶应该在哪个部位剪切。“酶不是识别一个信号序列，而是改变了DNA的结构。”Yu说。

这不是正常的DNA转录过程。通常，转录DNA的作用的是作为蛋白质或酶合成的模板。双链DNA分离，然后RNA链开始与每条DNA单链配对，产生一种镜像DNA；这就是转录。转录过程中，RNA链的前端仍然与其转录的DNA链结合，其余部分就象风筝的尾巴一样悬着；当RNA到达所转录DNA的末端时，RNA链就完全脱离DNA，离开细胞核。

但免疫球蛋白的产生却不是这样，Yu说。首先，免疫球蛋白类别转换过程中，转录的DNA实际上没有产生任何东西－－这就是所谓的沉默转录。其次，RNA链仍然牢固地附着在每个与其接触的DNA碱基上，产生一种持久的RNA“三明治”，也就是说RAN夹在DNA双链中间，但RNA实际上只与其中的一条链结合。这就是R环，这就是免疫球蛋白类别转换不同凡响的独特之处。

“整个过程比我们开始预想的要复杂得多。”Yu评价道。

这个过程可能也比我们预想的更具启发性。根据Yu 和Lieber，R环的发现将为了解骨髓瘤等B细胞癌症的产生提供新线索。“我们认为，免疫球蛋白类别转换过程中出现的一些错误可能会激活癌基因。”Yu说。“这个说法还没有被证实，但我们将在未来的实验中找到证据。”（生物通编译）

参考文献：

Kefei Yu, Frederic Chedin, Chih-Lin Hsieh, Thomas E. Wilson, Michael R. Lieber, "R-loops at immunoglobulin class switching regions in the chromosomes of stimulated B cells." Nature Immunology, www.nature.com/natureimmunology. 

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