双链断裂聚集：DNA修复的一种经济有效策略
生物物理
2024-10-07 v1 生物大分子
摘要
在哺乳动物细胞中，已鉴定出DNA双链断裂（DSB）的修复中心。然而，以往的研究主要依赖于通过切割特定DNA序列来诱导特定DSB的方法。对于非特异性DSB，尤其是由电离辐射等环境压力诱导的DSB，其聚集及时空特性仍不清楚。在本研究中，我们使用Dragonfly显微镜在细胞中诱导高精度损伤，并发现DSB聚集发生在DNA损伤应答（DDR）和修复的早期阶段，而非修复平台期。在DDR早期，DSB聚集到已有的53BP1病灶中。DSB在不同阶段的聚集对DNA修复具有不同意义。通过控制损伤点之间的距离，我们发现当距离在0.8-1.4微米时，DSB聚集的概率保持不变；当距离超过1.4微米时，不发生聚集；而在0.8微米范围内，由于53BP1的相分离效应，聚集概率显著增加。利用蒙特卡洛方法，我们建立了53BP1病灶形成、分裂和融合的动态模型。该模型能准确预测实验结果，并进一步证明了时间和空间因素对DSB聚集的影响。这些结果表明，与特异性诱导的DSB类似，非特异性诱导的DSB也能发生聚集。DSB聚集的程度受时间和空间因素共同影响，这为DSB聚集动力学和53BP1在DNA修复过程中的作用提供了新的见解。这些发现可以增进我们对DNA损伤反应的理解，并有助于改进疾病治疗中的DNA修复疗法。
关键词
引用
@article{arxiv.2410.03328,
title = {Double-Strand Break Clustering: An Economical and Effective Strategy for DNA Repair},
author = {Junyi Chen and Wenzong Ma and Yuqi Ma and Gen Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.03328},
year = {2024}
}