近日，中國科學院近代物理研究所材料研究中心微束技術與應用室在DNA損傷修復蛋白動力學研究方面取得進展，相關成果發表在Biophysical Journal上。

DNA損傷應答和修復在細胞增殖、癌癥發生和癌癥治療中起著決定性作用。DNA受到損傷后，大量的DNA損傷應答因子以協調有序的方式聚集到損傷位點，對損傷進行修復。支架蛋白被認為在協調DNA損傷應答因子的招募/解離中具有核心作用，它穩定DNA損傷及其周圍環境，為應答因子提供結合位點，促進完整的修復過程。X射線修復交叉互補蛋白1(XRCC1)是堿基切除修復和單鏈斷裂修復通路中重要的支架蛋白。

研究基于近代物理所高能微束裝置的在線活細胞成像系統，探究了多種重離子輻照人纖維肉瘤細胞HT1080后，XRCC1在離子轟擊處的在線瞬態響應過程。

研究表明，在重離子引起的DNA損傷響應過程中，XRCC1以聚ADP-核糖聚合酶(PARP)依賴的方式被立即(<1秒)招募到重離子輻照誘導DNA損傷位點，XRCC1分子動力學行為符合二次連續反應模型。定量分析XRCC1分子的招募和解離速率常數發現，分次輻照同一細胞導致舊損傷位點上XRCC1的加速解離，而解離的XRCC1立即以更高的效率被循環利用。

該研究揭示了XRCC1新的急救機制及其在DNA損傷應答中的高周轉機制，有助于我們從生化反應角度加深對DNA損傷應答機理和重離子輻照生物效應的理解。研究工作得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃的支持。

圖1 2.15GeV氪離子輻照HT1080活細胞后的在線顯微熒光成像及XRCC1分子的早期動力學過程

圖2 二次輻照后XRCC1分子從舊的DNA損傷修復點加速解離