《自然》：科學(xué)家揭示光解酶修復(fù)受損DNA過程
日期：2010-07-28 16:16:22
研究人員早已注意到，人體中缺乏一種多數(shù)動(dòng)物甚至植物帶有的能夠修復(fù)嚴(yán)重太陽(yáng)灼傷的酶。美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)的科學(xué)家在《自然》（Nature）雜志網(wǎng)站上撰文表示，他們首次觀察到了這種酶是如何修復(fù)受損DNA的。該發(fā)現(xiàn)有望幫助人們開發(fā)新的曬傷療法和皮膚癌預(yù)防方法。
俄亥俄州立大學(xué)物理學(xué)家和化學(xué)家仲東平與同事介紹說，他們觀察到光解酶（photolyase）向受損的DNA鏈注射一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子、在10億分之?dāng)?shù)秒內(nèi)修復(fù)損傷的情況。仲東平表示，這聽起來簡(jiǎn)單，但實(shí)際上電子和質(zhì)子注入后產(chǎn)生了一系列非常復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。這一切雖然發(fā)生在瞬間，時(shí)機(jī)卻十分恰當(dāng)。
在實(shí)驗(yàn)中，仲東平他們將自己合成的DNA放在紫外線下照射，讓DNA出現(xiàn)類似于曬傷的損傷，然后加入光解酶，并用超快光脈沖成像技術(shù)獲得了揭示光解酶修復(fù)受損DNA過程的系列圖片。
紫外線導(dǎo)致人類患上皮膚癌的原因是它使得細(xì)胞中沿著DNA分子不正確的地方出現(xiàn)了化學(xué)鍵。仲東平的研究顯示，光解酶能夠解散這些錯(cuò)誤的化學(xué)鍵，讓DNA的原子重新回到原來的位置。同時(shí)，他們還發(fā)現(xiàn)，修復(fù)完成后，DNA螺旋鏈會(huì)自動(dòng)向光解酶發(fā)射出電子和質(zhì)子，這讓光解酶能繼續(xù)修復(fù)其他受損的DNA。
人類被陽(yáng)光曬傷后，其體內(nèi)的酶沒有能力修復(fù)DNA損傷，皮膚細(xì)胞出現(xiàn)死亡?？茖W(xué)家將慢性皮膚曬傷同DNA變異聯(lián)系起來，認(rèn)為DNA變異導(dǎo)致了諸如皮膚癌等疾病。仲東平表示，現(xiàn)在人們認(rèn)識(shí)了光解酶的作用機(jī)理，有望利用該信息設(shè)計(jì)出治療陽(yáng)光曬傷的藥物或皮膚霜。
科學(xué)家表示，常見的防曬霜的作用是將紫外線轉(zhuǎn)變成熱能或反射紫外光。含有光解酶的防曬霜?jiǎng)t有可能治療穿透進(jìn)皮膚的紫外線所引起的損害。
