当你在你阅读这句话的时间里，你身体里的每一个细胞都受到某种形式的DNA损伤。如果没有警惕的修复，癌症将会猖獗，现在匹兹堡大学的科学家们已经看到了一种特殊蛋白质是如何控制DNA损伤的。根据发表在《自然结构与分子生物学》上的一项研究，一种名为uv - ddb的蛋白质（代表紫外线破坏的DNA结合）除了保护皮肤免受阳光照射之外，还有其他作用。
这一新证据表明UV-DDB是一般DNA损伤的侦察器和修复分子修复组的监督者。这项研究的资深作者、匹兹堡医学院和UPMC希尔曼癌症中心的药理学和化学生物学教授贝内特·范·豪登博士说：如果你要修一个坑，你必须先找到它。这就是UV-DDB的作用。它能识别出DNA损伤，这样其他工作人员就能进入并修补和密封它。测量30亿对碱基对是一项艰巨的任务，这些碱基对被压缩成一个只有几微米宽的原子核。它不仅有大量的物质需要搜索，而且它的结构非常紧密，以至于很多分子无法接近它。
按照洞穴的类比，一种可能的搜索策略是沿着路走，等待进入一个洞。另一种选择是乘坐直升机四处飞行，但由于分子无法“看到”，这种方法需要频繁地着陆来寻找粗糙的区域。为了克服这些缺点，UV-DDB结合了这两种搜索策略。UV-DDB就像一架直升机，可以着陆，然后再翻滚几个街区，它还能发现隐藏在染色体中的损伤，并帮助DNA修复分子到达原本无法到达的地方，就像直升机可以在丘陵地带航行一样。当UV-DDB发现损伤时，就像工头一样帮助DNA修复人员进入，修复有缺陷的碱基并迅速分离。
Van Houten团队第一次使用实时单分子成像技术，在两个硅珠之间的DNA“钢索”上看到了这种分子探戈。皮特生物成像中心主任、该研究的合作者西蒙·沃特金斯博士说：在三维空间中发现这些单个分子是一件令人惊奇的事情。[Van Houten]的团队已经开发出一种检测方法，可以让他们在修复损伤时，以3d方式追踪DNA绳索上的修复酶。为了证明UV-DDB在活细胞中具有同样的功能，Van Houten招募了卡内基梅隆大学的Marcel Bruchez博士和匹兹堡大学的Patricia Opresko博士帮助。
它们一起对染色体的保护端粒(端粒)造成氧化损伤。就像DNA走钢丝实验一样，UV-DDB会冲到现场，当它无法使用时，细胞对氧化应激更敏感。这些结果有助于解释为什么出生时没有功能性uv - ddb(一种称为色素干皮病的罕见疾病)的儿童，实际上肯定会因为暴露在阳光下而患上皮肤癌。另一方面，UV-DDB水平较高的癌症患者对治疗反应较好。很明显，这种蛋白质与一个非常基本的问题有关，如果没有良好的DNA修复，我们或许不可能从黏液中进化出来。
博科园｜研究/来自：匹兹堡大学
参考期刊《自然结构与分子生物学》
DOI: 10.1038/s41594-019-0261-7
博科园｜科学、科技、科研、科普
联系客服
