何川博士《自然》揭示癌细胞关键蛋白结构

　　

生物通报道：来自美国芝加哥大学的一个研究组证实了两个蛋白质如何定位并修复细胞内的遗传物质。其中一种蛋白能检测并修复恶性细胞中的损伤。在发表在4月24日的《自然》杂志上的一篇文章中，研究组的研究暗示出设计一种可干扰这个修复过程的分子的可能，进而使癌症治疗更加有效。

 

这个研究组的领导人是芝加哥大学生物化学和分子生物学助理教授、华人学者何川（Chuan He，音译）博士。

 

在发表在《自然》杂志的文章中，研究人员首次确定出两个相关DNA修复蛋白的三维晶体结构，这两个蛋白分别是一种叫做AlkB的细菌蛋白和相对应的人类蛋白ABH2。一直以来，研究人员都在试图弄清这些蛋白的结构，以更好地了解他们如何在修复DNA过程中履行其功能。

 

这种细菌蛋白能够结合到单链或双链DNA上。DNA双链在复制过程中分开，但这种细菌蛋白则会避免碰到双链。这一点很奇怪，因为大多数其它DNA修复酶都偏爱双链。AlkB蛋白也避开双链DNA，其原因是与双链结合耗费较多能量。

 

双链DNA比较硬，但链则非常柔软，单链能够任意弯曲儿不许耗费态度的能量。许多实验室都没有成功解开这种细菌蛋白和双链复合体的结构。他们失败的原因是由于这个蛋白质家族语DNA的结合很弱，传统的晶体学方法不顶用。

 

何博士的研究组则通过交叉连接DNA和这种蛋白质解决了这个问题。之前获得的这个蛋白质的晶体结构只包含了一个非常短的DNA单链片段，不能反应出它与较大、生物相关更多的DNA链的相互作用。

 

这个研究组所使用的产生晶体的技术非常精巧聪明。知道了这种酶的哪些片段对与双链DNA的相互作用很重要以及哪些片段在它偏向单链时被错过，将帮助研究人员预测相关蛋白的功能。这个研究组就是利用相同的策略来分析其它所有类型的蛋白质－DNA复合体。

 

AlkB和ABH2蛋白能够修复DNA烃化（alkylation，表观遗传修饰）损伤，包括由烃化癌症治疗造成的损伤。烃化作用时将特定化学集团添加到DNA上，并且对迅速生长的细胞（如癌细胞）尤其有害。

 

在去年的一项意外进展中，来自欧洲的研究组鉴定出一种人类肥胖基因和AlkB蛋白属于同一个家族。这个叫做FTO的基因的一种缺陷与体重增加有关。

 

他们惊讶的发现脱甲基功能与肥胖有关。甲基化是烃化的一种类型，用于调节基因表达。他的研究的一个目标是确定出FTO蛋白的功能。

 

在这些蛋白的功能中，蛋白质通过开启和关闭基因表达来控制化学反应。这个蛋白质家族可以使用去甲基化作用昨晚调节基因活性的一个信号。此前，AlkB和FTO导致的这种去甲基化从没有与基因的活化联系在一起。（生物通雪花）