這種“圣杯”蛋白質(zhì)修復(fù) DNA，并可能導(dǎo)致癌癥疫苗

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種可以直接阻止 DNA 損傷的蛋白質(zhì)。更好的是，一項(xiàng)新的研究表明它似乎是“即插即用”的，理論上能夠插入任何生物體，使其成為癌癥疫苗.

DNA 損傷反應(yīng)蛋白 C （DdrC） 是在一種名為Deinococcus radiodurans （耐輻射雙球菌）.DdrC 似乎在檢測(cè) DNA 損傷、阻止它并提醒細(xì)胞開(kāi)始修復(fù)過(guò)程方面非常有效。

但 DdrC 的最大特點(diǎn)可能是它非常獨(dú)立，無(wú)需其他蛋白質(zhì)的幫助即可完成工作。

轉(zhuǎn)移ddrC基因移植到幾乎任何其他生物體中以改善 DNA 修復(fù)系統(tǒng)，正如加拿大西部大學(xué)的研究人員在將其插入無(wú)聊的舊大腸桿菌.

“令我們大吃一驚的是，它實(shí)際上使細(xì)菌對(duì)紫外線輻射損傷的抵抗力提高了 40 倍以上，”生物化學(xué)家 Robert Szabla 說(shuō)，新論文的第一作者。

“這似乎是一個(gè)罕見(jiàn)的例子，你只有一種蛋白質(zhì)，它真的就像一臺(tái)獨(dú)立的機(jī)器?！?/p>

未經(jīng)檢查的 DNA 損傷會(huì)導(dǎo)致一系列疾病。例如，紫外線會(huì)破壞皮膚細(xì)胞中的 DNA，從而增強(qiáng)患皮膚癌的機(jī)會(huì).能夠防止甚至逆轉(zhuǎn)這種損害可以挽救生命。

“以特定方式重新排列、編輯和操縱 DNA 的能力是生物技術(shù)的圣杯，”說(shuō)薩布拉。

“如果你有一個(gè)掃描系統(tǒng)，比如 DdrC，它可以巡邏你的牢房，并在損壞發(fā)生時(shí)中和它，那會(huì)怎么樣？這可能構(gòu)成潛在癌癥疫苗。

D. radiodurans 蟈顯然是尋找此類工具的地方。這種細(xì)菌可以在一定劑量的輻射下存活數(shù)千次足以殺死一個(gè)人類細(xì)胞。

已發(fā)現(xiàn)它可以在外面國(guó)際空間站，甚至可以在以下條件下生存與火星表面的相當(dāng).事實(shí)證明，DdrC 在這種耐寒性中起著關(guān)鍵作用。

“對(duì)于人類細(xì)胞，如果整個(gè)十億個(gè)堿基對(duì)基因組中出現(xiàn)超過(guò)兩個(gè)斷裂，它就無(wú)法自我修復(fù)并死亡，”“Szabla 說(shuō).

“但在 DdrC 的情況下，這種獨(dú)特的蛋白質(zhì)幫助細(xì)胞將數(shù)百個(gè)斷裂的 DNA 片段修復(fù)成一個(gè)連貫的基因組。”

研究人員在加拿大光源探索 DdrC 的 3D 形狀并弄清楚它是如何工作的。

他們發(fā)現(xiàn)，這種蛋白質(zhì)沿著 DNA 掃描，尋找一條或兩條鏈上的病變。當(dāng)它找到單鏈或雙鏈斷裂時(shí)，它會(huì)與之結(jié)合并尋找另一個(gè)相同類型的斷裂。

一旦找到兩個(gè)單鏈斷裂，DdrC 就會(huì)結(jié)合并固定它們，從而壓縮 DNA 片段。它對(duì)成對(duì)的雙股斷裂做了類似的事情，將兩個(gè)松散的末端纏繞在一起形成一個(gè)圓圈——有點(diǎn)像把一個(gè)環(huán)系在鞋帶上。

這些修復(fù)不僅可以防止損傷惡化，而且還向細(xì)胞的 DNA 修復(fù)機(jī)制發(fā)出信號(hào)，以修補(bǔ)斷裂。

在更好的 DNA 修復(fù)的眾多好處中，適應(yīng)這種機(jī)制可能是基因工程的福音，幫助我們開(kāi)發(fā)癌癥疫苗和抗氣候變化作物.而且可能會(huì)有更多的新工具。

“DdrC 只是這種細(xì)菌中數(shù)百種可能有用的蛋白質(zhì)中的一種，”說(shuō)薩布拉。

“下一步是進(jìn)一步刺激，看看這個(gè)細(xì)胞還用什么來(lái)修復(fù)自己的基因組——因?yàn)槲覀兛隙〞?huì)找到更多工具，在我們尋找之前，我們不知道它們是如何工作的，也不知道它們將如何發(fā)揮作用。”

該研究發(fā)表在雜志上核酸研究.

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