东京理工大学 CtIP/Ctp1刺激MRN复合物的核酸内切酶活性，它不仅擦亮DNA断裂的“肮脏”末端，而且通过同源重组机制促进DNA断裂的精确修复
信用:PNAS 东京理工大学的科学家发现了MRN复合物激活的机制——细胞的脱氧核糖核酸剪刀
利用纯化的酵母蛋白，他们证明了肿瘤抑制蛋白的同源物Ctp1的磷酸化在激活MRN复合物的DNA剪切活性中起着关键作用
有趣的是，一小段酵母Ctp1或它的人类对应物可以刺激它们各自的MRN复合物的核酸内切酶活性，这暗示了它跨物种的保守功能
脱氧核糖核酸的功能是指导细胞身份和功能的路线图
脱氧核糖核酸中的一个小故障会产生严重的有害影响，导致关键蛋白质的功能障碍或丢失，从而影响正常的细胞功能和生存能力
这些故障通常表现为DNA中的双链断裂，这些断裂可能是自发发生的，也可能是由于接触某些化学物质而发生的
为了解决这些问题，细胞已经进化出一种脱氧核糖核酸修复机制，通过连接缺口来扫描、识别和修复脱氧核糖核酸中的断裂
然而，脱氧核糖核酸断裂通常有“肮脏的末端”，不能直接连接或密封，因为它们未被某些蛋白质或不规则的化学结构暴露或阻断
因此，这种脱氧核糖核酸末端需要首先被剪切和释放，以便进一步处理
此外，这种对脱氧核糖核酸断裂末端的末端切除是通过同源重组精确修复它们的先决条件
在这些分子剪刀或核酸酶中，Mre11是一个关键角色
Mre11与蛋白质Rad50和Nbs1共同组成“MRN”复合体
该复合物与人类肿瘤抑制蛋白CtIP的相互作用，已被证明触发了该复合物的脱氧核糖核酸剪切功能
然而，这种相互作用的机制至今仍未探索
现在，东京理工大学的助理教授津浦秀夫和岩崎博史教授和他们的团队已经利用酵母中与人类CtIP同源的Ctp1蛋白，破译了MRN复合物的逐步相互作用和激活
岩崎讨论他们最近在PNAS发表的发现时说，“MRN复合物在同源重组介导的脱氧核糖核酸双链断裂修复中起着关键作用
为了更好地理解CtIP如何影响MRN复合物的活性，我们纯化了酵母蛋白，并对它们的相互作用进行了定量
" 科学家们发现磷酸化或在Ctp1上添加磷酸基团是激活MRN复合物的关键的第一步
更具体地说，磷酸化使Ctp1与复合物的Nbs1蛋白发生物理相互作用，这对于随后的核酸内切酶刺激至关重要
当MRN复合物与未磷酸化的Ctp1混合时，DNA剪切活性非常差
此外，科学家们在Ctp1的碳末端发现了一小段仅15个氨基酸的区域，这对Ctp1刺激的MRN的核酸内切酶活性是必不可少的
此外，模拟Ctp1或CtIP这一区域的合成肽能够分别激活酵母或人MRN复合物，这表明碳末端Ctp1的功能可能跨物种保守，是MRN激活的最终决定因素
津布奇对他们的发现的应用前景感到兴奋，他说，“CT15肽的修饰可以产生MRN复合物的强激活剂或潜在抑制剂
靶向这种核酸内切酶活性在基于同源重组的基因编辑中具有潜在的有用应用
" 随着重组脱氧核糖核酸和分子医学的快速发展，这些发现可以使遗传学家在未来的日子里更容易、更有效地解开基因组之谜，并发现遗传疾病隐藏的错综复杂之处
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