Nature：DNA修复中重要的通用酶

　　

生物通报道：在研究人员发现该酶25年之后，现在已经开始分析此DNA损伤应答蛋白的功能。使科学家迷惑不解的是几乎所有生物体中含有该酶，这意味着其对生物很至关重要，然而，实验还是表明其功能依然未知。

麻省理工大学HHMI的Graham Walker教授和其同事发表在2006年1月12日《Nautre》的研究结果表明,此叫做DinBDNA聚合酶的神奇的酶是专门负责特定损伤的DNA的精确复制。HHMI的教授是一些具有领先水平的科学家，他们得到研究所1百万美元的支助用于革新本科教学。
 
DNA每天都遭受有毒化学物质、代谢产物、日光以及其它辐射的攻击。绝大多数的缺损能被精确的DNA修复过程给快速修复，该修复能切除和替换损伤部位。

图：DinB DNA Polymerase Copying
DinB DNA聚合酶在有特定类型的DNA损伤时精确复制比其在没有DNA损伤时的精确复制的机理模型。A组： DinB复制未损伤的DNA.聚合酶催化添加C(绿色)－其与模板链上的G（黄色）配对，到DNA增长链上。B组： DinB复制损伤的DNA. 在此，模板链上损伤的G处的化学物质与 部分的DinB（红色）相互作用，改变了聚合酶的形状并且使得其能够更快地将C加到DNA生长链上。
 
但是有时损伤的DNA并没有得以修复。错误的核苷－DNA的基本组分，在细胞分裂过程中能终止用于解旋以及基因组的复制的DNA复制体的功能。人类中的未纠正的DNA错误能传到子代细胞，从而导致癌症。

当DNA的完整性有可能收到破坏时，一类叫做超越创伤DNA聚合酶的蛋白就来进行纠错。实际上它们不能修复受损的DNA链，但是它们能通过在受损的的DNA的相反方向插入一个核苷来解决这个问题。这个通常就称为DNA损伤耐受机制。Walker解析道，这使得复制能进行下去，并且能耐受损伤，尽管不能去除损伤。

A,C,G,和T是DNA构成要素。不同比例的A,C,G,和T能组成编码维持生命所必须的蛋白基因。

现在，Walker's实验室的研究人员已经发现DinB酶特别擅长于复制DNA上G核苷特定损伤的部分。当主要的DNA复制器在染色体上受损的G处停滞下来时，DinB超越创伤DNA聚合酶能识别G并且加入C来生成正确的碱基对

Walker说道，这是相当令人惊奇的结果，DinB不仅仅在受损的G核苷处复制，而且其在受损比在没有受损的G处复制的效率高10到15倍。目前为止，DinB看起来不像聚合酶那样有复制作用。

MIT的研究生Daniel Jarosz和以前的Veronica Godoy博士的实验结果表明，当缺少DinB的细菌和引发DNA损伤的化学物质接触时，这些细菌死亡率是正常细菌死亡率的1000倍。Godoy现在是波士顿东北大学生物学的副教授。她和Jarosz也发现DinB仅仅能修复一定大小的受损的G。他们说道，比如，DinB就不能有效地修复复制烤焦炭化的牛排等东西里有毒化学物质引起的大规模的损伤。

研究人员同时发现DinB单个氨基的改变能使其丧失修复功能，并且变成为普通的聚合酶。如果一个蛋白易于修饰，科学家就认为其功能很重要，并是经历过几百万年的进化选择而来的。

Walker说道，通常来说，我们认为自然使得这一功能进化到我们能经受得住DNA损伤，否则，我们就没得活。在生命过程中所有细胞都可能会经历这样或者那样的损伤。

Walker和同事发现DinB's独特的修复DNA损伤的功能从小鼠到古细菌，即古老的各种单细胞生物都有。他们相信几乎每种生物都有这种特殊的酶，其结合到受损部位，使得以不永久受损。

DinB基因和其蛋白产物是Walker's实验室1980年第一次发现的，很久以后科学家才对超越创伤DNA聚合酶有所了解。然后研究生Cynthia Kenyon，现在为旧金山加州大学的生物学家。他对蠕虫的老化做了一些开拓性的基础，系统鉴定了暴露于DNA损伤试剂的细菌的叫做SOS应答反应时的基因开启。Kenyon将损伤诱导(Din)基因按发现顺序命名，DinB是她的第二个发现物。

Walker说“敲除DinB看起来没有明显的后果。我们在突变的细菌中没有找到感兴趣的东西”。此后，细菌的DinB家族就包括了5个相关蛋白，酵母的有10个，人类有4个。

Walker说道，25年前她们就已经发现了DinB，现在开始研究它的功能（生物通记者 朱方雨）。