三篇Nature文章深入解析DNA修復(fù)的關(guān)鍵過程

來源：作者：人氣：-發(fā)表時(shí)間：2016-08-12 09:41:00【大中小】

我們細(xì)胞中的DNA會被多種外部因子持續(xù)損傷，比如包含煙草煙霧的致癌物或來源于太陽光的紫外線輻射等；如果未被修復(fù)，這些損傷就會引發(fā)突變，最終就會導(dǎo)致細(xì)胞癌變；那么細(xì)胞為何不快速有效地進(jìn)行DNA損傷的修復(fù)呢？為了完成該目的，細(xì)胞會利用一系列酶類，而且這些酶類必須同時(shí)采取行動(dòng)才能夠鑒別并且修復(fù)基因組的損傷，然而長期以來科學(xué)家們往往難以理解上述過程的復(fù)雜性及其相關(guān)的機(jī)制。

酶類修復(fù)DNA損傷圖片摘自：en.wikipedia.org

感謝納米技術(shù)的幫忙，2012年，一組科學(xué)家通過深入研究后，實(shí)時(shí)觀測到了這些，隨后研究者們對DNA損傷修復(fù)機(jī)制的第一步開始深入研究分析，如今研究者再次取得成功，他們首次從整體上揭示了DNA損傷修復(fù)的完整過程。

研究者利用了一種特殊類型的顯微鏡，其可以幫助觀察單一分子的DNA和蛋白質(zhì)，并對其進(jìn)行操作，這就可以幫助研究者清楚觀察到被紫外線損傷的單一DNA分子的表現(xiàn)情況；隨后研究人員對RNA聚合酶進(jìn)行分析，該酶負(fù)責(zé)“閱讀”DNA代碼的長度并且開啟DNA代碼向蛋白質(zhì)產(chǎn)生的過程，但如果閱讀了損傷DNA的片段就會出現(xiàn)停頓，當(dāng)然我們應(yīng)該非常感謝這種所謂的停頓作用，其可以幫助細(xì)胞識別DNA的損傷并開啟修復(fù)過程，實(shí)際上研究者還能夠成功觀察到同RNA聚合酶相互作用的四種蛋白：Mfd，UvrA，UvrB 和UvrC，同時(shí)還能夠看到被紫外線損傷的DNA的后期修復(fù)過程。

通過確定這些組分發(fā)揮作用的順序，以及其在分子接力賽中彼此切換的特性方式，研究者就能夠確定DNA損傷修復(fù)過程的關(guān)鍵步驟；本文研究也將具有新的應(yīng)用價(jià)值，比如幫助開發(fā)抵御癌癥的新療法以及治療病原菌感染等；的確，當(dāng)癌細(xì)胞對化療或者放療產(chǎn)生耐藥性時(shí)（這些療法的目的就是破壞癌細(xì)胞的DNA），因?yàn)榘┘?xì)胞有著活性狀態(tài)的DNA修復(fù)機(jī)制，以及其經(jīng)歷著臨床治療產(chǎn)生的DNA損傷。

因此研究者就可以在癌癥治療期間通過抑制癌細(xì)胞的DNA修復(fù)，從而就可以抑制腫瘤對療法的耐受性；本文研究結(jié)果表明，某些病原菌，比如引發(fā)肺結(jié)核的結(jié)核分枝桿菌，其會利用和Mfd蛋白非常相似的特殊蛋白來進(jìn)行增殖，缺乏Mfd蛋白的細(xì)菌DNA鏈對于紫外線光導(dǎo)致的損傷具有相當(dāng)?shù)目剐裕灰虼髓b別出這些蛋白幫助細(xì)胞進(jìn)行DNA修復(fù)的工作機(jī)制或許對于開發(fā)抵御病原菌感染的新療法將非常重要。

原文來源

Reconstruction of bacterial transcription-coupled repair at single-molecule resolution