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DNA修復(fù)是維護(hù)生命健康的根本
“這是很重要的工作。”得知2015年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位從分子層面上研究DNA修復(fù)機(jī)制的科學(xué)家——托馬斯·林達(dá)爾、保羅·莫德里奇和阿齊茲·桑賈爾,中科院基因組研究所研究員楊運(yùn)桂對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說(shuō),DNA修復(fù)機(jī)制是維持生命體遺傳物質(zhì)DNA穩(wěn)定性和健康的根本。
20世紀(jì)70年代以前,科學(xué)界一直認(rèn)為DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定,但是林達(dá)爾對(duì)此產(chǎn)生了懷疑。他把DNA單獨(dú)提取出來(lái),發(fā)現(xiàn)它自身并沒(méi)有那么穩(wěn)定,如果不被修復(fù),基因組每天都會(huì)遭受成千上萬(wàn)的嚴(yán)重?fù)p傷,所有的生物都將不復(fù)存在。這意味著一定有別的機(jī)制阻擋了DNA的衰敗。接下來(lái)幾十年里,他找到了“堿基切除修復(fù)”——細(xì)胞里有一種蛋白質(zhì)專門(mén)尋找特定的堿基錯(cuò)誤,把它從DNA鏈上切掉。楊運(yùn)桂說(shuō),托馬斯的貢獻(xiàn)是率先觀察到了DNA的降解和損傷,在此基礎(chǔ)上又發(fā)現(xiàn)了DNA存在修復(fù)的機(jī)制。
與此同時(shí),桑賈爾發(fā)現(xiàn)了核苷酸切除修復(fù)機(jī)制,該機(jī)制幫助細(xì)胞修復(fù)紫外線對(duì)DNA產(chǎn)生的影響。該機(jī)制有天生缺陷的人一旦暴露在陽(yáng)光下就會(huì)得皮膚癌。同時(shí)該機(jī)制還能用來(lái)糾正由其他誘變因素帶來(lái)的缺陷。莫德里奇則發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞糾正DNA復(fù)制過(guò)程的錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制,它可以將DNA復(fù)制過(guò)程中的出錯(cuò)頻率減少到千分之一。在錯(cuò)配修復(fù)機(jī)制上有先天缺陷會(huì)導(dǎo)致一種遺傳性的結(jié)腸癌。
楊運(yùn)桂表示,在臨床應(yīng)用方面,DNA修復(fù)機(jī)制的理論很早就延伸到癌癥治療中,為其提供了理論基礎(chǔ)支撐。他介紹,在靶向治療問(wèn)世之前,腫瘤治療普遍采取放療和化療手段,其原理就是破壞細(xì)胞的DNA,使其不能有效修復(fù),以此殺死腫瘤細(xì)胞。
2005年,楊運(yùn)桂來(lái)到林達(dá)爾的實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究工作,成為林達(dá)爾的關(guān)門(mén)弟子。此后三年的工作學(xué)習(xí)中,他不僅接觸到最前沿的科學(xué)領(lǐng)域,也提升了在原創(chuàng)性科學(xué)研究中敏銳抓住新事物的能力。2008年,林達(dá)爾正式退休,楊運(yùn)桂延續(xù)了他的DNA修復(fù)研究,并在把握國(guó)際前沿方向基礎(chǔ)上邁進(jìn)一步,開(kāi)始研究遺傳物質(zhì)DNA釋放基因信息的中間載體RNA修飾的可逆性。
過(guò)去科學(xué)界認(rèn)為RNA化學(xué)修飾是不可逆的,但楊運(yùn)桂和合作伙伴發(fā)現(xiàn)了RNA主要的化學(xué)修飾甲基化m6A(6-甲基腺嘌呤)修飾酶,證明RNA化學(xué)修飾的可逆性,及其調(diào)控RNA加工代謝的重要功能。“RNA化學(xué)修飾研究已成為國(guó)際上很重要的前沿領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)有越來(lái)越多科學(xué)家開(kāi)始關(guān)注和開(kāi)展相關(guān)研究,個(gè)別方向已處于國(guó)際前沿。”他說(shuō)。
資料顯示,過(guò)去100多年間諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)曾頒發(fā)過(guò)106次,其中50次與生物化學(xué)領(lǐng)域有關(guān)。楊運(yùn)桂認(rèn)為,生命是由無(wú)機(jī)和有機(jī)化學(xué)元素構(gòu)成的有機(jī)體,生物化學(xué)更是跟生命健康息息相關(guān),因而關(guān)注度高、影響力大,獲獎(jiǎng)也就多。
編輯:趙彥
關(guān)鍵詞:DNA修復(fù) 維護(hù)生命健康的根本