DNA修复主要过程的关键

Jacques Monod研究所(CNRS /巴黎狄德罗大学)，高等师范学院生物学研究所(ENS / CNRS / Inserm)和布里斯托大学的研究人员首次总体上描述了修复受紫外线辐射损害的DNA，以及参与该过程的蛋白质如何合作以确保其效率。这项工作不仅在抗击癌症方面开辟了新的视角，而且在对抗某些细菌感染方面也开辟了新的视角，并于2016年8月3日在Nature上发表。

我们细胞的DNA不断受到许多外部因素的破坏，例如烟草烟雾中含有的致癌物质或太阳发出的紫外线辐射。如果保持未修复，这种损伤会导致最终有利于癌细胞出现的突变，这就是细胞必须快速有效地修复其DNA的原因。为此，细胞使用一组酶，这些酶必须以同步方式起作用以鉴定和修复其基因组的受损部分。这个过程的复杂性长期困扰着研究人员试图了解其中的机制。

由于新的纳米技术，一个将物理学家和生物学家聚集在一起的科学家团队已经能够实时拍摄修复DNA损伤的酶。这项工作始于2012年，当时该团队专注于DNA修复机制的初始步骤。今天，该团队首次完整地展示了修复过程。

一种特殊类型的显微镜，可以操作和观察单个DNA和蛋白质分子，使团队能够观察到受紫外线损伤的单个DNA分子。他们在其中添加了RNA聚合酶，该酶自然负责“读取”DNA代码的长度并从该DNA代码开始产生蛋白质，但如果它读取一段受损的DNA，则可能会“停滞”。正是由于这种“停滞”，细胞才意识到DNA已被破坏并开始修复。实际上，科学家团队能够观察到一系列四种蛋白质(命名为Mfd，UvrA，UvrB和UvrC)，它们相继与RNA聚合酶相互作用，并在它们之间进行协调，并对紫外线损伤的DNA进行修复以实现后者的修复。

通过确定这些组件的作用顺序，并通过表征它们在一种分子接力竞赛中相互“切换”的方式，该团队能够确定该过程的关键步骤。

这项工作最终将带来新的应用，包括抗击癌症和治疗病原菌的努力。事实上，当癌细胞对化学疗法或放射疗法产生抗性时 - 其目的是破坏癌细胞的DNA - 这是因为这些癌细胞已激活DNA修复并解除了临床上产生的DNA损伤。因此，可以在癌症治疗期间努力防止DNA修复，从而防止肿瘤对治疗的抗性。事实证明，一些致病细菌，包括那些导致结核病的细菌，使用与Mfd非常相似的蛋白质来增殖。因此，确定这些蛋白质如何协同工作以实现DNA 修复也可用于对抗致病细菌。

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