DNA修复研究获得2015诺贝尔化学奖

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2015的诺贝尔化学奖颁给三位DNA修复机制研究的科学家:Tomas Lindahl, Paul Modrich 和 Aziz Sancar。这三位得奖者的研究均进一步拓展了我们对于细胞是如何在不断的变异与损害下仍然传递完整遗传讯息的了解。

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(路透)

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(路透)

每一天,我们细胞中的DNA都会受到来自环境的攻击,像是太阳的辐射。但是不只是外在的因素我们需要担心。尽管科学家原先相信DNA是一种非常稳定的分子,事实上它其实非常不稳定,持续地产生自发性改变和变异。那么,它为什么没有分解成混乱的化学元素呢?

答案就在DNA的修复机制里。Tomas Lindahl 是第一位宣称在这样快速的DNA衰变过程,地球生命的发展应该是不可能发生的。这驱动他去了解,是什么阻止DNA的崩坏,而他发现了这样一套机制:碱基切除修复作用。当DNA链发生变异或是自发性的改变时,一个特定的酶会发现这个变异并将损害切除。另外的酶也会加入行动,修补产生的缺口,使其恢复正确顺序。

突变也可以发生细胞分裂,一种需要复制DNA到每个新细胞的过程。这个过程没有办法防堵错误发生,而且错误随时有可能发生,像是加入一个无法与对应位置匹配的不正确切块或是碱基(记住,DNA是双螺旋体)。Paul Modrich观察细胞分裂的过程中有多少错误被修正了,于是描述一种修复的机制叫做错配修复机制。这个过程还包含了剪断部分DNA并取代它,以减少当相同DNA复制了1000次后可能产生的误差频率。

另外一个影响DNA损坏的来源是外在环境因素。其中一个例子是UV辐射对DNA的破坏,和Aziz Sancar 已经发现修复这种损伤的机制存在,称为核苷酸切除修复。当一段DNA ,而不是一个单一的点,已由紫外线辐射损坏,参与这一机制的酶会前来除去一大块包含故障DNA的区块。然后填回因此产生的缺口。而出生就缺乏这个特殊机制的人如果暴露在阳光下过久就会得皮肤癌。

这些诺贝尔奖得主所描述的机制,让我们对于细胞是如何运作和自我修复,有了基本的洞察,同时也替最新癌症治疗方法的发展,找到一个明确的方向。

 

http://www.iflscience.com/health-and-medicine/2015-nobel-prize-chemistry-announced

October 7, 2015 | 记者 Josh L Davis