新研究促進了對 DNA 修復的理解

佛羅里達州立大學醫(yī)學院的一位研究人員發(fā)現(xiàn)，它改變了我們對身體 DNA 修復過程如何運作的理解，并可能導致癌癥和其他疾病的新化學療法。

DNA受損后是否可以修復這一事實是醫(yī)學界的一大謎團，但修復過程中涉及的途徑在細胞生命周期的不同階段會有所不同。在一種稱為堿基切除修復 (BER) 的修復途徑中，受損材料被去除，蛋白質(zhì)和酶的組合共同作用以產(chǎn)生 DNA 來填充然后密封間隙。

在著名教授索祖才的帶領下，F(xiàn)SU 的研究人員發(fā)現(xiàn)，BER 具有提高其有效性的內(nèi)置機制——它只需要在細胞生命周期中的一個非常精確的時間點被捕獲。

該研究發(fā)表在最新一期的《美國國家科學院院刊》上。

在 BER 中，一種稱為聚合酶 β (PolyB) 的酶具有兩個功能：它產(chǎn)生 DNA，并引發(fā)反應以清理剩余的“化學垃圾”。通過五年的研究，Suo 的團隊了解到，當 PolyB 與 DNA 自然交聯(lián)時，通過捕獲 PolyB，這種酶會以比兩者未交聯(lián)時快 17 倍的速度產(chǎn)生新的遺傳物質(zhì)。這表明在 BER 期間，PolyB 的兩個功能是互鎖的，而不是獨立的。

該研究提高了對與化療相關的細胞基因組穩(wěn)定性、藥物療效和耐藥性的理解。

“癌細胞高速復制，它們的 DNA 會受到很大的破壞，”索說。“當醫(yī)生使用某些藥物攻擊癌細胞的 DNA 時，癌細胞必須應對額外的 DNA 損傷。如果癌細胞不能迅速修復 DNA 損傷，它們就會死亡。否則，癌細胞就會存活，并出現(xiàn)耐藥性。

這項研究檢查了自然交聯(lián)的 PolyB 和 DNA，這與之前模擬該過程的研究不同。在這項研究之前，研究人員已經(jīng)確定了與 BER 相關的酶，但并不完全了解它們是如何協(xié)同工作的。

賓夕法尼亞州立大學醫(yī)學院生物化學和分子生物學教授托馬斯·斯普拉特(Thomas Spratt)說：“當我們的 DNA 出現(xiàn)缺口時，就會發(fā)生不好的事情，比如 DNA 的雙鏈斷裂。”“祖才的發(fā)現(xiàn)為我們提供了以前無法理解的東西，他使用了許多不同的方法來得出他的發(fā)現(xiàn)。”

除了揭示 PolyB 的功能動力學外，該團隊還提出了一種改進的 BER 通路，并正在人體細胞中測試該通路。

“我們已經(jīng)能夠更深入地挖掘先驅(qū)托馬斯林達爾在 2015 年分享諾貝爾化學獎的基本途徑，”索說。

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