Mol Cell：科學家揭示DNA斷裂被修復的分子機制
日期：2017-02-05 09:04:49
日前，一項刊登在國際雜志Molecular Cell上的研究報告中，來自達姆施塔特工業大學的研究人員通過研究發現，修復DNA損傷的過程或許遠比我們想象之中要復雜得多，DNA雙鏈破碎的末端結構或許并不僅僅是加入進去那么簡單，其首先會發生一種精細化地改變以便原來的遺傳信息能夠被儲存起來。
DNA作為攜帶遺傳信息的載體，其容易發生持續性地損傷，其中最嚴重的損傷就是DNA雙鏈斷裂，雙螺旋結構就會被一分為二，如果細胞中類似的DNA損傷不能夠被有消修復的話，重要的遺傳信息就會出現缺失，這時候就會伴隨細胞死亡的發生，或者誘發永久性的遺傳改變以及細胞轉化；隨著人類機體進化，機體中修復DNA損傷的方法也會不斷革新，在DNA損傷修復過程中很多酶類都會一起發揮作用來最大限度地恢復DNA中的遺傳信息。
目前有兩種修復DNA雙鏈破碎的方法，其在精確性和復雜性上存在一定差異，其中一種最簡單的方法就是非同源性末端接合（non-homologous end joining），即盡可能快速地將兩個斷裂的末端進行連接，但這種方法并不會注重準確性地恢復損傷的遺傳信息；而第二種方法就是同源重組，這種修復方法能夠利用姊妹拷貝中精確同一的遺傳信息來以較高的準確率修復損傷的DNA。然而諸如這樣的子代拷貝僅會在分裂的細胞中存在，在細胞分裂之前遺傳信息就會被復制。
研究者Markus Lobrich教授表示，我們很難理解在非同源性末端接合修復過程中重要的遺傳信息如何發生會發生丟失，隨后我們在進行連接修復之前檢測了在末端破碎發生過程中的酶類過程，相比此前研究者的認知而言，破碎的末端似乎并不容易連接上，而且破碎斷裂處還會被特殊的酶類所改變，因此缺失的遺傳信息往往就會作為DNA破碎出現地結果，而在另一個拷貝的幫助下就可以對損傷的DNA進行修復。
破碎末端發生的改變往往會讓研究者想起同源重組過程，也就是姊妹拷貝會扮演一種用于精確修復的基質；在不分裂的細胞中并沒有DNA的姊妹拷貝，研究人員并不清楚用于精確修復的遺傳信息拷貝來自哪里；本文研究同時也提供了一些清晰的證據，即不發生分裂的細胞或許能夠作為遺傳信息的拷貝來進行DNA雙鏈斷裂的修復過程；同時本文研究對于科學家們開發新型基因療法來治療多種遺傳性疾病也提供了新的線索和希望。
