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DNA修復研究獲得2015諾貝爾化學獎

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2015的諾貝爾化學獎頒給三位DNA修復機制研究的科學家:Tomas Lindahl, Paul Modrich 和 Aziz Sancar。這三位得獎者的研究均進一步拓展了我們對於細胞是如何在不斷的變異與損害下仍然傳遞完整遺傳訊息的了解。

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(路透)

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(路透)

每一天,我們細胞中的DNA都會受到來自環境的攻擊,像是太陽的輻射。但是不只是外在的因素我們需要擔心。儘管科學家原先相信DNA是一種非常穩定的分子,事實上它其實非常不穩定,持續地產生自發性改變和變異。那麼,它為什麼沒有分解成混亂的化學元素呢?

答案就在DNA的修復機制裡。Tomas Lindahl 是第一位宣稱在這樣快速的DNA衰變過程,地球生命的發展應該是不可能發生的。這驅動他去了解,是什麼阻止DNA的崩壞,而他發現了這樣一套機制:鹼基切除修復作用。當DNA鏈發生變異或是自發性的改變時,一個特定的酶會發現這個變異並將損害切除。另外的酶也會加入行動,修補產生的缺口,使其恢復正確順序。

突變也可以發生細胞分裂,一種需要複製DNA到每個新細胞的過程。這個過程沒有辦法防堵錯誤發生,而且錯誤隨時有可能發生,像是加入一個無法與對應位置匹配的不正確切塊或是鹼基(記住,DNA是雙螺旋體)。Paul Modrich觀察細胞分裂的過程中有多少錯誤被修正了,於是描述一種修復的機制叫做錯配修復機制。這個過程還包含了剪斷部分DNA並取代它,以減少當相同DNA複製了1000次後可能產生的誤差頻率。

另外一個影響DNA損壞的來源是外在環境因素。其中一個例子是UV輻射對DNA的破壞,和Aziz Sancar 已經發現修復這種損傷的機制存在,稱為核苷酸切除修復。當一段DNA ,而不是一個單一的點,已由紫外線輻射損壞,參與這一機制的酶會前來除去一大塊包含故障DNA的區塊。然後填回因此產生的缺口。而出生就缺乏這個特殊機制的人如果暴露在陽光下過久就會得皮膚癌。

這些諾貝爾獎得主所描述的機制,讓我們對於細胞是如何運作和自我修復,有了基本的洞察,同時也替最新癌症治療方法的發展,找到一個明確的方向。

 

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

October 7, 2015 | 記者 Josh L Davis

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