研究人員利用冷凍電子顯微鏡推進(jìn)乳腺癌 卵巢癌研究

使用先進(jìn)的成像技術(shù)，梅奧診所的科學(xué)家們對(duì) BRCA1-BARD1 蛋白復(fù)合物提供了前所未有的了解，該蛋白復(fù)合物通常在乳腺癌或卵巢癌患者中發(fā)生突變。他們的論文發(fā)表在Nature 上，確定了 BRCA1-BARD1 如何發(fā)揮作用的各個(gè)方面，支持未來(lái)的轉(zhuǎn)化研究、癌癥預(yù)防工作和藥物開(kāi)發(fā)。

“BRCA1-BARD1 對(duì) DNA 修復(fù)很重要。它與癌癥直接相關(guān)，因?yàn)樵诎┌Y患者中發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè) BRCA1 和 BARD1 基因突變，”梅奧診所結(jié)構(gòu)生物學(xué)家和生物化學(xué)家 Georges Mer 博士說(shuō)誰(shuí)是論文的主要作者。“但沒(méi)有人知道這些突變或未知意義的變異是否易患癌癥，因?yàn)槲覀儾恢肋@些變異是否位于對(duì)功能很重要的 BRCA1-BARD1 區(qū)域?，F(xiàn)在因?yàn)槲覀兛梢钥吹饺绾蜝RCA1-BARD1 起作用，我們很清楚 BRCA1-BARD1 的哪些區(qū)域?qū)δ芎苤匾?rdquo;

在細(xì)胞中，DNA 和組蛋白的復(fù)合物復(fù)合成所謂的染色質(zhì)，并包裝成稱為核小體的束。DNA 損傷反應(yīng)蛋白需要接近染色質(zhì)來(lái)修復(fù)受損的 DNA。BRCA1-BARD1 有助于修復(fù)斷裂的 DNA 鏈，這有助于細(xì)胞的維持和存活。但如果這是癌細(xì)胞用來(lái)在化療中存活的策略，那么它也是一種可能被阻斷或失活的功能。

冷凍電子顯微鏡和核磁共振波譜

“我們使用了兩種技術(shù)——冷凍電子顯微鏡和核磁共振波譜——以接近原子的分辨率來(lái)了解 BRCA1-BARD1 如何與核小體、染色質(zhì)的重復(fù)單位以及 BRCA1-BARD1 如何修飾染色質(zhì)，”博士解釋說(shuō)。梅爾。

在冷凍電子顯微鏡中，純化的 BRCA1-BARD1 與核小體結(jié)合，統(tǒng)稱為大分子，被快速冷凍，然后使用電子顯微鏡成像。大分子在樣品中以各種方式定向，因此計(jì)算機(jī)程序評(píng)估所有定向數(shù)據(jù)以創(chuàng)建 3D 結(jié)構(gòu)。Mer 博士和他的團(tuán)隊(duì)還使用核磁共振波譜檢查了 BRCA1-BARD1 核小體復(fù)合物，該波譜使用強(qiáng)磁鐵探測(cè)大分子內(nèi)原子的相對(duì)位置。使用這些成像工具，科學(xué)家們可以將 BRCA1-BARD1 可視化，并揭示該復(fù)合體的新功能。

“我們展示了 BRCA1-BARD1 如何將泛素附著到核小體上，但我們還確定 BRCA1-BARD1 識(shí)別已經(jīng)附著在核小體上的泛素，這是 DNA 斷裂的信號(hào)，”Mer 博士說(shuō)。“我們發(fā)現(xiàn)了一種意外的串?dāng)_，BRCA1-BARD1 對(duì)泛素的識(shí)別增強(qiáng)了其泛素附著活性，這有助于我們更好地了解 BRCA1-BARD1 如何發(fā)揮其功能。”

研究人員根據(jù)冷凍電子顯微鏡數(shù)據(jù)制作了一段視頻，以顯示蛋白質(zhì)復(fù)合物與核小體相互作用的位置。

標(biāo)簽： 乳腺癌 卵巢癌