DNA修复出错何以致癌？

　　

生物通报道：最近，日本大阪大学的一组研究人员发现，如果在DNA受到辐射损伤的时候DNA损伤应答（DDR）不起作用，那么，那些应该被去除的蛋白质反而会保留下来，遗传信息的丢失可能被刺激，当被错误修复的时候，这会导致肿瘤的形成。相关研究结果发表在《PLOS Genetics》杂志。

人们认为，细胞癌变的原因之一是，遗传信息的来源被破坏。我们的身体有一个系统来修复DNA损伤(DNA修复机制)，因此，为什么正常细胞会变成癌细胞？为什么辐射能够致癌？一直都是不明确的。

辐射会损害基因组DNA——生命必不可少的蓝本；因此，生物体有几种机制用于维护自己基因组的稳定性。尽管它们有大的进化差异，但是人类和出芽酵母都含有执行相同功能的蛋白质。大阪大学蛋白质研究所的副教授Miki Shinohara和她的小组，研究了酵母Xrs2（人类Nbs1的一个同源基因）和酵母Tel1（人类ATM的同源基因）的DNA修复功能。

Nbs1基因的突变可引发一种人类遗传性疾病，这种疾病发展为癌症的风险很高。这个研究小组发现，当人类遗传性疾病类型突变(xrs2突变)被引入了酵母xrs2基因时，DNA损伤被修复，但是与没有突变的DNA序列相比，它修复后具有更多的错误。该研究小组确定，原因是Tel1蛋白质的功能——对于DNA损伤反应是重要的，在xrs2突变中没有完全发挥出来。

在通过同源重组进行DNA修复的过程中，使DNA损伤附近的双链DNA变成单链DNA，是很有必要的。该研究小组澄清，在tel1突变体和xrs2突变体中Ku仍然保留DNA损伤。Ku不是必需的，所以当DNA损伤被修复时，它应该被删除。

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Ku是一种蛋白质，通过非同源末端连接（(NHEJ）将损坏的DNA末端连接起来。人们认为，Ku——一种修复工具，在Ku通常不发挥作用的地方连接DNA末端，因此，修复完成后具有不正确的DNA信息。

当基因组DNA损坏或错误已经变得连续的时候，就会发生肿瘤的形成。同样，在人类的细胞中，如果Nbs1和ATM以同样的方式发挥作用以确保DNA损伤的修复，或许可以阻止肿瘤的形成。

这个研究小组的结果表明，我们可以通过出芽酵母模型——一种原始的真核生物，来阐明人类肿瘤形成的机制，特别是最初阶段由于辐射造成的DNA损伤所致的细胞癌变的分子机制。此外，这项研究通过用人类细胞进行验证，可能阐明辐射暴露引起癌变的分子机制。

2013年9月，来自加拿大阿尔伯塔大学的研究人员公布了一项基础科学研究的最新成果，他们发现DNA自我修复的奥秘，由于DNA损伤过于严重的时候就会引发癌症，因此这一研究成果将有助于癌症治疗。相关阅读：Cell子刊：DNA修复与癌症。

DNA损伤被修复了就ＯＫ了吗？今年1月份，科学家们通过实验发现，这个断裂和修复过程，可重新产生衰老的几个特性。相关阅读：DNA损伤修复了就OK了吗？也会导致衰老。

那么，细胞如何修复受损的ＤＮＡ？今年４月份在《Genes & Development》发表的一项研究中，洛克菲勒大学的研究人员制备了一种小鼠，这种小鼠缺乏这个修复过程相关的一个基因。使用这些小鼠，研究人员将能够进一步完善DNA损伤修复相关的详细机制。相关阅读：细胞如何修复受损的DNA？。

（生物通：王英）

生物通推荐原文：
Daichi Iwasaki, Kayoko Hayashihara, Hiroki Shima, Mika Higashide, Masahiro Terasawa, Susan M. Gasser, Miki Shinohara. The MRX Complex Ensures NHEJ Fidelity through Multiple Pathways Including Xrs2-FHA–Dependent Tel1 Activation. PLOS Genetics, 2016; 12 (3): e1005942 DOI: 10.1371/journal.pgen.1005942