垃圾 DNA，可能是治疗神经疾病的神队友？

神经系统疾病包含了广为人知的阿兹海默症、帕金森氏症、癫痫、还有其他如俗称“渐冻症”的运动神经元疾病（Motor Neuron Disease，简称 MND）和罕见疾病亨丁顿舞蹈症 ( Huntington’s chorea )等，受神经系统疾病所苦的人数于全球约有高达 10 亿患者，几乎占世界人口的六分之一。如何更有效治疗神经疾病，一直是科学界亟欲突破的困境。

基因组的氧化损伤（oxidative stress）是细胞代谢的结果，多受环境、饮食与生活方式的影响，并且会加速衰老过程。因此面对氧化损伤，细胞是采取消极的暂时忍受或积极的发展出修复方法，仍是个科学谜团。过去科学家认为在 30 亿碱基对的 DNA 序列中，有高达 98% 是不包含制造蛋白质指令的非编码DNA（non-coding DNA），又称垃圾 DNA ( Junk DNA ) ，但近来有许多研究发现垃圾基因或多或少具有调控邻近基因的作用。

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解锁垃圾 DNA 的神祕之处，同时也改变了对它的误解

最近一份由英国雪菲尔大学 ( The University of Sheffield ) 神经科学和健康寿命研究所 ( Healthy Lifespan Institute ) 发表在《自然》杂志上的研究发现，垃圾 DNA 比以前认为的更容易受到氧化基因组损伤的破坏，透过了解其氧化断裂是如何形成与修复，让科学家对神经系统疾病的了解又往前迈进一步。

本次的研究中，不仅确定了氧化断裂如何形成和修复的途径，也发现修复垃圾 DNA 中的这些断裂，对于让身体产生保护蛋白质相当重要，可以避免人类免受疾病侵害。到目前为止，人们认为是垃圾 DNA 的修复大多被忽视了，但研究显示借由核有丝分裂蛋白设备 ( nuclear mitotic apparatus protein ) – NuMA 的介导过程，来保护启动子避免氧化损伤。 NuMA 在转录起始位点周围表现出约 100 bp 的基因组占有率，并结合 RNA 聚合酶 II 的起始形式、暂停释放因子和单链断裂修复 ( single-strand break repair, SSBR ) 成分，如 TDP1。消耗 NuMA 会增加启动子的氧化损伤，因此 NuMA 通过限制 RNA 聚合酶 II 的多 ADP 核糖基化来促进转录，从而增加其可用性和释放启动子上暂停。这些发现强调了基因调控元件上 DNA 氧化损伤修复的重要性，并描述了实现这一功能的过程。

新研究不仅改善神经系统疾病进程，亦可应用于癌症治疗

这项研究也可应用在癌症治疗上，透过抑制 NuMA 的活性可能有助于降低非分裂的休眠癌细胞存活率。

雪菲尔大学分子医学系主任、健康寿命研究所联合创始人兼副主任 Sherif El-Khamisy 教授表示：“修复隐形非编码基因组中的 DNA 断裂的意义将开启一个全新的研究领域，它可以帮助我们延迟或治疗神经系统疾病，如失智症。”新研究不仅对神经系统疾病的发展具有重要意义，可为神经系统疾病早期检测和早期治疗开辟新的疗法，同时也为识别新药以预防多种疾病的发展，和增强老年人的复原力展开了新的篇章。

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