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来自美国南加大Keck医学院的研究人员,首次揭示一项在老鼠及人类细胞中,稳定的DNA结构,此结构与过去标准的华生-克立克双股螺旋结构不同,且在抗体的产生中扮演着重要的角色。研究结果将刊登于五月号的自然免疫学杂志中。

病理暨生化学教授Michael Lieber博士表示:“五种不同类别的免疫球蛋白便是在这样完美的系统机制中被制造出来的,然而,过去近二十年来,一个细胞如何从制造一类免疫球蛋白转而制造另一类免疫球蛋白?此机制一直是个谜。”

典型的抗体状似英文字母Y,两短链末端区域通常为辨识特殊抗原的位置,这些区域是透过B细胞核内之切割接合机制而创造出来的;而Y状的长链部分是决定此抗体是属于哪一类免疫球蛋白的部分,它也是透过B细胞核内之切割接合被制造出来的,然而此机制较为复杂,截至目前为止,人们对于此机制的了解并不多。

一免疫球蛋白类别之重要性在于它决定了抗体着重于体内的位置,例如:当免疫球蛋白M(IgM)大多作用于血流中,IgG可轻易地透过为血管壁及通过胎盘,IgA则可停留于肺部、消化道及身体分泌物中如:唾液、汗及眼泪。研究中指出,虽然全身每个部位都需要抗体,可是最早的抗体类别为IgM,为了到达任何部位,抗体必须改变类别自IgM转变为IgG或IgA或IgE或IgD,就由这所谓的类别转换,身体便可将抗体传送至身体各个部位。

此转换主要是透过切割DNA来进行的,研究发现,为了切割DNA,负责所需抗体类别之密码首先会与RNA形成稳定永久的键结,一旦它形成适当的R圈环(R-loop)构造,DNA才会被切割并接合产生另一类的免疫球蛋白。这并非DNA切割的正常过程,通常酵素主要是基于特殊的核苷酸序列来切割DNA的,也就是这个序列代表着一个给酵素的讯息,为了促使它切割在正确的位置上,但是,此研究显示,在免疫球蛋白的类别转换中,似乎并没有这样一个特殊的序列存在,只有所谓的R圈环构造透露给酵素哪里要切割的讯息,也就是说,酵素辨识的并不是序列,而是特别的DNA构造。这也不是正常的DNA转录过程,一般来说,转录时,双股DNA会先分开,随即RNA开始与DNA股形成配对,制造出所谓的互补镜像,在此过程中,只有最前方的RNA与DNA结合在一起,RNA的尾巴则独立悬挂,而当转录过程终止,RNA便自DNA上掉落并离开细胞核。

然而在免疫球蛋白的制造中则非如此,首先,在免疫球蛋白类别转换时,部分转录过程中的DNA并不会真的产生任何东西,这称作沉默转录子;此外,RNA股紧密地与DNA的每一个核苷酸结合在一起,形成类似三明治的状态,即RNA夹在两股DNA中间,虽然只有一股DNA与RNA连在一起,这就是所谓的R圈环构造,也是造就免疫球蛋白类别转换如此独特的构造。

R圈环构造的发现对于进一步了解B细胞癌如:骨髓癌的发生过程有很大的帮助,研究人员相信,可能就是在类别转换基因重组过程中出现错误,才会诱导活化这项致癌基因的,然而,此论点仍须进一步的探究与努力。