新DNA修复酶

　　

    [生物通讯]用人类基因组计划取得的数据作为出发点，研究人员识别出人类细胞用于修复遗传物质－－DNA损伤的关键工具。DNA损伤与从癌症到阿尔茨海默氏症到正常衰老过程等人类一切变化均有关联。

    这项研究发表在最新一期的美国《国家科学院学报》（of Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAs)上。文章的作者－－Tapas Hazra、Tadahide Izumi、Istvan Boldogh 和 Sankar Mitra在文章中描述他们发现并鉴别出一种修复人类DNA由于氧化胁迫造成的损伤的酶，氧化胁迫是生活细胞中进行的一个最为普遍的过程。

    氧化对DNA的损伤发生在组成DNA的化学碱基受到高活性氧核素（reactive oxygen species ，ROS)如羟基、过氧化物和过氧化氢等攻击时发生的。所谓活性氧核素就是指作为呼吸作用的天然副产物产生的物质，感染、发炎、吸烟和酗酒等活动也会产生活性氧核素。除非这些损伤被修复，否则DNA损伤引起的变异就会伴随细胞分裂被传递下去，继续下来就会导致危险的遗传错误。

    “氧化损伤是一切损伤之母。”得克萨斯大学Galveston医学分校Sealy 分子科学中心的Mitra教授说道。“这是需氧生物中主要的胁迫形式，我们时时刻刻都在经历这个胁迫－－每次我们呼吸时都不可避免地暴露在氧化胁迫中。因而我们的DNA必需要有一个修复机制。”

    为更好地了解修复机制是如何行使功能的，Mitra 和他的同事Hazra、Izumi 、 Boldogh与Emory大学的Barry Imhoff 和 Yoke Kow、国家标准与技术研究院的Pawel Jaruga和 Miral Dizdaroglu合作，共同识别出了人类基因组数据库中与大肠杆菌中已知编码DNA修复酶－－糖基化酶的基因相似的序列。

    识别出两个这样的序列后，研究人员开始用其中的一种来产生早先未知的蛋白质，DNA损伤体外检测证明这种蛋白能够行使糖基化酶的功能。研究人员将这种新糖基化酶命名为NEH1，它是一类新哺乳动物DNA修复酶中首个被发现的，该酶有两大特点使其在细胞的抗氧化斗争中尤为重要。

    首先，不同于其它两种早先识别出的哺乳动物糖基化酶，NEH1能够处理人类基因组中很小的、至为重要的那部分有活性的DNA。（人类总基因组中只有3%携带有功能遗传信息，而根据当前的证据，其它的糖基化酶似乎很有可能只作用无活性DNA。）其次，细胞在DNA复制时产生的NEH1远远超出正常水平－－它们似乎努力在把遗传信息传递给下一代前修复氧化胁迫造成的任何错误。

    “NEH1这种与DNA复制伴随的现象非常有趣。”Mitra 认为。“而它修复活性基因的方式与其它DNA修复酶修复基因组其它无活性部分的方式不同，这也是很有趣的一点。”

    研究人员还检查了人类组织中的NEH1，希望能够确定其在人体不同器官中的相对含量。他们发现NEH1编码基因的信使RNA产物在肝脏、胰腺和胸腺中含量最高。

    Mitra认为，NEH1的识别对于揭开氧化胁迫引发健康问题的机制而言，是至为关键的一步。“我们看到的是修复机制的微妙差异。”Mitra说。了解DNA修复机制如何在不同人群中运作－－即DNA修复机制如何根据年龄、遗传信息、感染毒素以及病原体的不同而变化，对于了解个体易患病体质而言将会十分有用。而了解DNA修复过程在机体不同器官中的运作的差异尤为诱人，例如，它有可能对治疗人体机能紊乱有所帮助。

生物通摘译自BIO.COM