新发现一种促进DNA修复的远古酶：PrimPol

　　

生物通报道：西班牙的科学家们在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上发表的一项延续性研究称，他们发现了一种新的人体内的酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤，促进它们修复，因此能避免对细胞进而对有机体造成的不可逆的致病损伤。

每天，人体都会产生新的细胞对组织进行更新和修复受损的细胞。每当这种情况发生时，细胞都会制造它们DNA的拷贝，将这些拷贝传递给产生的子细胞。这个DNA拷贝过程——也称为复制（Replication），非常的微妙，因为它能在DNA上形成与恶性转化或衰老相关的严重变异。

由西班牙国家癌症研究中心（CNIO）DNA复制组织的负责人Juan Méndez带领的研究人员和塞韦罗奥乔亚分子生物学中心的Luis Blanco，发现一种新的人体酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤，促进它们修复，因此能避免对细胞进而有机体造成的不可逆和致病的损伤。

这项研究发表在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上。这项研究是同一作者发表在Molecular Cell杂志上的一项前期研究“PrimPol, an Archaic Primase/Polymerase Operating in Human Cell. Molecular Cell, 24 October 2013”的一个延续，在那项研究中，他们描述了PrimPol酶的存在和生化特性。

细胞核上的DNA是基因的载体，是指导细胞如何工作的说明书。Méndez说：“除了在复制过程中之外，DNA结构非常的稳定，DNA复制过程在人体细胞中通常需要大约8个小时。在这个过程中，DNA变的更脆弱，能够被打断。”因此，这8个小时对细胞来说非常关键：细胞必须确保拷贝DNA的保真度，如果出错或者DNA被损坏，细胞必须尽可能高效地修复它们。

避免衰竭
DNA聚合酶是负责合成新DNA的酶。Méndez说：“当一个DNA聚合酶在DNA中发现一个障碍时（例如，由太阳紫外辐射引起的一个化学改变），拷贝就会被中断，过程停止，直至这个错误被修复为止。这个中断能引起DNA的打断，一些染色体上的片段易位到另一些染色体上，甚至引起细胞死亡或者恶性转化。”

由CNIO和CSIC开展的这项研究表明，当出现损伤时，PrimPol酶能够阻止拷贝过程的中断：它识别病变，跳过它们，当拷贝完成时它们被修复。

按照进化论原则，PrimPol是一种非常古老的酶，类似的蛋白已经在古细菌——居住在地球上的第一生命形态之一——中被发现。Méndez说，“数百万年前，生存环境更恶劣（高盐、极端温度等等），因此，PrimPol很可能已经适应了在这些引起损伤的环境条件下合成DNA”，他补充道，“作为交换，这些原始的DNA聚合酶，与更进化的复制系统相比，精确度更低，能引起突变。”

科学家们预料，这个突变的增加可能在基因组的进化中发挥重要作用，同样也对细胞衰老和癌症发展有影响。研究者已经在人类中鉴定和描述了这种新蛋白，他们已经在研究这个蛋白在疾病发展中的作用。（生物通：王英）

Repriming of DNA synthesis at stalled replication forks by human PrimPol
Abstract：DNA replication forks that collapse during the process of genomic duplication lead to double-strand breaks and constitute a threat to genomic stability. The risk of fork collapse is higher in the presence of replication inhibitors or after UV irradiation, which introduces specific modifications in the structure of DNA. In these cases, fork progression may be facilitated by error-prone translesion synthesis (TLS) DNA polymerases. Alternatively, the replisome may skip the damaged DNA, leaving an unreplicated gap to be repaired after replication. This mechanism strictly requires a priming event downstream of the lesion. Here we show that PrimPol, a new human primase and TLS polymerase, uses its primase activity to mediate uninterrupted fork progression after UV irradiation and to reinitiate DNA synthesis after dNTP depletion. As an enzyme involved in tolerance to DNA damage, PrimPol might become a target for cancer therapy.