科學家發現「超級酶」,可加速 DNA 修復

蘇塞克斯大學的科學家發現了一種名為 PARP3 的酶,這種酶可以加速 DNA 的修復。人體中,如果 DNA 的損傷得不到及時有效的修復,將會導致基因突變,進而引發諸如衰老、癌症等多種疾病。

蘇塞克斯大學「基因損傷和穩定性研究中心」的基斯.凱迪克(Keith Caldecott)教授和勞倫斯.皮爾(Laurence Pearl)教授共同開展這方面的研究,並且得到了英國醫學研究理事會和英國癌症研究所的資金支持。

他們揭示了多聚(ADP-核糖)聚合酶3(PARP3)識別並標注 DNA 損傷部位的機理。

之前的一些研究表明了,PARP3 參與了 DNA 的修復過程,協助保持基因編碼的完整性。然而,這種酶激發 DNA 修復的過程一直都不為人所知。

通過多學科間緊密合作,蘇塞克斯大學的科學家們解釋了 DNA 修復過程中的具體步驟:當 PARP3 酶鎖定 DNA 受損的位置後,它將通過「分子信號」對受損部位進行【標注】。

這種信號是通過化學變化產生的,包括將名為「ADP-核糖」的分子添加到 DNA 鏈上,DNA 隨後與多種蛋白質等相組合形成染色質。

科學家發現 PARP3 酶將 ADP-核糖分子添加到了其中的一種名為「組蛋白H2B」的蛋白質上。通過標注受損的位置,PARP3 酶將受損資訊傳遞給了專門負責 DNA 修復的酶進行修復,從而使細胞免受危險基因的威脅。

研究人員相信,這一發現幫助我們理解 DNA 受損部位是檢測、標注,和修復過程,將有助於科學家進一步開發針對特定癌症的靶向藥物。

PARP3 以及其超家族中的酶有望用來開發 PARP 抑制劑藥物,以治療包括卵巢癌和乳腺癌在內的遺傳性癌症。PARP3 酶促進 DNA 修復的相關研究無疑將提高 PARP 抑制劑藥物的研發進程。

這項持續了4年多的項目還包括了倫敦帝國學院史蒂夫.馬修斯(Steve Matthews)組的核磁共振專家,蘇塞克斯大學蒂夫.斯威特(Steve Sweet)組蛋白質學專家,以及樸資茅斯大學艾倫.索恩(Alan Thorne)實驗室的染色質生物學專家。

基斯.凱迪克(Keith Caldecott)是這一課題的領導者。他說:DNA 修復領域的這一發現無疑是多學科間合作的典範,囊括了分子生物學、細胞生物學、生物化學和結構生物學等多個學科。

「正是這種良好的合作促進了 PARP3 識別及標示 DNA 損傷部位機制的發現。這幫助我們加深了細胞自我保護機制的理解,進一步促進PARP 抑制劑抗癌藥物的研發。」

參考資料:

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