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      通過解開基因修復(fù)之謎 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了生物學(xué)規(guī)則的一個(gè)例外
      
			
      
				2019-03-05 15:19:38
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      大約15年前，UNC Lineberger的Dale Ramsden博士在他們偶然發(fā)現(xiàn)一個(gè)科學(xué)之謎時(shí)，正在和他的一個(gè)學(xué)生一起看教科書。書中的一小部分表明，有助于修復(fù)遺傳密碼中主要斷裂的蛋白質(zhì)是通過添加DNA或脫氧核糖核酸來實(shí)現(xiàn)的。然而，有跡象表明它至少在試管中也可以添加RNA或核糖核酸。在活細(xì)胞中修復(fù)DNA時(shí)，這似乎不太可能發(fā)生，因?yàn)镽NA通常僅用作攜帶遺傳密碼信息以制造蛋白質(zhì)的信使。
      

      通過解開基因修復(fù)之謎 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了生物學(xué)規(guī)則的一個(gè)例外
      

      “你會(huì)認(rèn)為他們必須在修復(fù)我們的遺傳密碼時(shí)才添加DNA，因?yàn)檫@是生命中心教條的核心;遺傳信息必須始終是DNA，”Ramsden說，他是UNC學(xué)院的教授。醫(yī)學(xué)生物化學(xué)與生物物理系。“這就是它應(yīng)該的方式。這就是我們在學(xué)校里所教的。”
      

      快進(jìn)到今天，正如拉姆斯登實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)期刊上發(fā)表的一項(xiàng)重要研究表明，在活細(xì)胞中，這種蛋白質(zhì)是一種稱為聚合酶的遺傳修復(fù)和復(fù)制工具，在我們修復(fù)DNA遺傳密碼。他們的研究還揭示了為何使用RNA的令人驚訝的見解。
      

      “我們用了15年的時(shí)間來獲得我們需要的系統(tǒng)才能真正提出可以解決這個(gè)謎團(tuán)的問題，”拉姆斯登說。
      

      為了修復(fù)主要的DNA斷裂，細(xì)胞使用“免于監(jiān)獄”卡
      

      拉姆斯登是一位研究DNA修復(fù)的科學(xué)家，當(dāng)細(xì)胞受到紫外線輻射，吸煙或意外地在細(xì)胞的日常功能中受損時(shí)，過程細(xì)胞承諾修復(fù)遺傳密碼。DNA修復(fù)是必不可少的，當(dāng)DNA修復(fù)功能不正常時(shí)，它可能會(huì)導(dǎo)致癌癥。Ramsden特別感興趣的是修復(fù)雙鏈斷裂的方法 - 當(dāng)兩條DNA鏈斷裂時(shí)發(fā)生 - 稱為非同源末端連接。
      

      “他們對牢房是致命的，所以你必須修理它們，”拉姆斯登說。“當(dāng)(修復(fù))變壞時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生各種基因重排和畸變，這些都是大多數(shù)癌癥的標(biāo)志。”
      

      他們的最新研究表明，為了修復(fù)雙鏈斷裂，負(fù)責(zé)修復(fù)雙鏈斷裂的DNA錯(cuò)誤的聚合酶基本上通過使用RNA插入遺傳密碼中的孔來修補(bǔ)修復(fù)。
      

      他們發(fā)現(xiàn)，通過非同源末端連接過程完成的修復(fù)中有多達(dá)65%使用RNA。
      

      拉姆斯登表示，使用RNA就像是“從監(jiān)獄中取出卡片”，允許細(xì)胞忽略其他可能影響成功修復(fù)的問題。
      

      “我們展示的是，添加RNA有助于繞過其他損害，”拉姆斯登說。“他們不必遵循他們通常習(xí)慣要求修復(fù)休息的嚴(yán)格規(guī)則。替代方案是不修復(fù)它，這將導(dǎo)致更多的錯(cuò)誤。”
      

      研究人員評估基因修復(fù)發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用
      

      該研究繼續(xù)描述RNA插入后的修復(fù)過程，以及在細(xì)胞中使用的不同方式，包括在創(chuàng)建可識別許多不同入侵病原體的多種白細(xì)胞的過程中 - 這一過程需要雙鏈在我們的遺傳密碼中。
      

      拉姆斯登和他的同事之所以能夠做出這一發(fā)現(xiàn)是因?yàn)橛袔醉?xiàng)技術(shù)進(jìn)步，包括能夠在修復(fù)過程中用DNA替換RNA之前的短時(shí)間內(nèi)快速可視化修復(fù)過程。
      

      “我們幾乎可以實(shí)時(shí)跟蹤修復(fù)反應(yīng)，因?yàn)樗l(fā)生在細(xì)胞中，”拉姆斯登說。
      

      他們相信他們的發(fā)現(xiàn)有許多應(yīng)用，包括通過防止這種類型的修復(fù)，通過放射療法使癌細(xì)胞對DNA損傷敏感的新方法。通過在斷裂處插入除RNA之外的化合物來關(guān)閉修復(fù)途徑將導(dǎo)致被放射療法損壞的癌細(xì)胞死亡。
      

      拉姆斯登說，這不僅是他職業(yè)生涯的一個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，而且這也是他的研究第一次與他女兒在學(xué)校學(xué)習(xí)的東西直接相關(guān)，在這個(gè)案例中，是十年級生物學(xué)。
      

      “我要去，'我有一個(gè)故事給你，'”他說。
      
			

			
        
      
			
      
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