植物界的 p53:SOG1 扮演 DNA 損傷修復指揮官

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當植物 DNA 受損時,SOG1 基因扮演總指揮的角色,它與植物細胞中各種遺傳分派者協調以建立有效的 DNA 損傷反應,進而保護和修復植物。然而,尚不清楚有哪些基因是分派者,也不清楚 SOG1 如何與它們相互作用來監督 DNA損傷反應。

近日,由 Salk 研究院的 Julie Law 助理教授所率領的研究團隊解開了這個謎團。他們發現 SOG1如同一個鉅細靡遺的指揮官,直接指派每個分派者的任務。他們首先將阿拉伯芥(Arabidopsis thaliana)暴露在強電離輻射下,產生DNA雙鏈斷裂。然後,他們進一步發現,約 2400 種基因表現隨著 DNA 的損傷而上升或下降,幾乎所有的基因都受 SOG1 影響。其中,約 200 個(8%)基因被 SOG1 直接活化。上述結果,幫助人們劃出複雜的基因調控網絡的第一層,並且表明 SOG1 正在扮演更加間接的監督角色。該研究發表《Proceedings of the National Academy of Sciences》。

為了理解上述大約 2400 個基因在 DNA 受損時所扮演的角色,該研究團隊將它們的數據輸入到一個 DREM 軟體中,讓 DREM 辨識 24 小時研究期間內有相似表現模式的基因。最終,他們找出 11 組基因能在植物對 DNA 損傷時不同時間範圍內採取不同的相對措施。

該研究團隊於未來計劃表現圖譜研究與 DNA 損傷反應相關的新因子的交互作用,並繼續探索 SOG1 直接或間接控制的基因網絡。

該研究除了提示藉由保持基因體穩定性改善植物健康的策略外,也為其它物種中 DNA 損傷保守反應的研究提供了重要的線索。因為動物中具有類似 SOG1 總指揮角色的基因,比如 p53 基因,它是一種癌症抑制基因,能有效修復及保護 DNA 損傷以預防癌症。

延伸閱讀:守護細胞的神盾局特工 保護 DNA 斷裂並協助修復

參考資料:
1. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; 201810582 DOI: 10.1073/pnas.1810582115
2. https://www.eurekalert.org/pub_releases/2018-12/si-trd121318.php

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