多篇文章解读DNA损伤领域重要研究成果

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多篇文章解读DNA损伤领域重要研究成果
1 l$ B4 @' l. J* j- w! G- Q6 V来源：本站原创 2018-09-16 12:23
/ [  X) |7 A8 Z( o+ O) U: h我们都知道，机体DNA损伤如果得不到及时修复就会引发一系列健康危害，比如癌症或衰老等，近年来科学家们在DNA损伤领域进行了深入研究并取得了一系列成果，本文中，小编整理了相关研究报告，分享给大家！- k( o0 u% T; S) A( D1 h0 o# [! ]0 I
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【1】Nature：警惕！阳光造成的DNA损伤很难修复
1 n1 h7 X3 R$ v$ g5 o0 G新闻阅读：Stay sun safe for your DNA1 _( z% Y& F' q" R0 |# @
来自新南威尔士大学的癌症科学家们发现我们DNA的重要组成部分在阳光照射产生损伤后并不容易被修复还原。
8 z1 v' [4 q! y& x) y# X这项发现于近日发表在《Nature》上，将帮助研究人员明白突变为什么会富集在我们DNA中的某些部分。为了这项研究，Rebecca Poulos博士及其同事研究了超过1000个肿瘤样品中的DNA突变，以更深入地明白肿瘤如何形成及生长。7 [- `6 Y% z# I1 U2 `$ S( f
“我们的基因对我们的细胞的功能非常重要。” Rebecca解释道。“我们已经研究了我们DNA中调节细胞中的基因的表达量的部分。”8 g5 [! x# R7 G
【2】Nat Commun：科学家成功绘制出与人类黑色素瘤发生相关DNA损伤图谱
6 g3 P" E; A' V0 Qdoi：10.1038/s41467-018-05064-03 f- [* B6 [2 n( |# ~
近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自华盛顿州立大学和乔治亚州立大学的科学家们通过联合研究绘制出了黑色素瘤复发性突变的关键环节图谱，黑色素瘤是一种人类最严重的皮肤癌。
& u" F" {! E3 Y- T  ^这项研究中，研究者发现，通过名为ETS的特定转录因子进行的DNA结合作用或许会在暴露于紫外线（UV）的细胞中本身就处于突变状态，随着新型基因组图谱绘制技术的发展和应用，相关的研究发现或能帮助研究人员理解为何会在特殊基因的ETS结合位点处发生突变，而这被认为能够驱动人类黑色素瘤发生的开端。
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【3】PNAS：电子烟能够导致DNA损伤，增加癌症风险
' i6 i) _8 K& J/ E6 \- Ldoi：10.1073/pnas.1718185115
/ @# u" V4 k) b( p$ l9 \/ n一项新的研究表明在吸电子烟（e-cigarette）时吸入的尼古丁会让小鼠心脏、肺部和膀胱中的DNA遭受损伤，而且也会让体外培养的人肺细胞和膀胱细胞中的DNA遭受损伤。相关研究结果于2018年1月29日在线发表PNAS期刊上，论文标题为“E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung， heart， and bladder as well as in human lung and bladder cells”。这些研究结果提示着吸电子烟会增加患上癌症和心脏病的风险，并应加强开展表明吸电子烟对人类健康风险的研究。5 u/ |' c$ `5 g& \- x& K$ T* u
研究者Moon-shong Tang说，这种DNA变化类似于与二手烟相关的那些变化。具体来说，Tang及其团队在暴露于电子烟烟雾中的肺细胞、膀胱细胞和心脏细胞中发现了两种诱导突变的化合物。DNA修复活性以及修复蛋白XPC和OGG1/2的表达在接触过电子烟烟雾的小鼠肺组织中下降了。0 t- M9 Z3 L) k: |
【4】PLoS Genet：参与DNA损伤修复的基因突变导致多发性硬化的发生+ P& |/ Z; k# x
doi：10.1371/journal.pgen.1007111. N/ }9 S/ D" i& @' _% \
最近，研究者们发现了两个与多发性硬化相关的基因位点。相关结果发表在最近一期的《PLOS genetics》杂志上。: J! _( f% g, Y9 t% f& x2 R- B
人类的血统特征能够帮助遗传学家追踪疾病的家族史，以及找到关键的基因突变。对于单基因突变来说这种手段十分有效，但对于复杂的疾病来说，血统学手段则达不到相当的效果。在最近这项研究中，作者开发了一种新的手段，能够分析高危型的血统特征（即大范围，多代系的遗传病，患病人群的数量较多，因此不被人为是偶然突变导致的）。利用这种方法，作者对11个存在较高的患多发性硬化疾病的家庭进行了研究。结果显示：有两个基因对于疾病的发生存在重要影响。其中一个基因参与了DNA损伤的修复，而另外一个基因则参与了DNA的组装。
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【5】Nature：揭示饮酒如何导致DNA损伤和增加的癌症风险1 M, ?6 B( f" v8 I& F# M+ w7 h
doi：10.1038/nature251542 P5 V- V% G1 b6 M
在一项新的研究中，来自英国剑桥大学MRC分子生物学实验室和韦尔科姆基金会桑格研究所的研究人员证实了酒精如何导致干细胞中的DNA遭受损伤，这有助解释为何饮酒会增加癌症风险。相关研究结果于2018年1月3日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Alcohol and endogenous aldehydes damage chromosomes and mutate stem cells”。
7 I; B- n) l. ]在此之前，很多探究酒精导致癌症的确切机制的研究都是在细胞培养物中开展的。但是在这项新的研究中，这些研究人员以小鼠为实验对象证实了酒精暴露（alcohol exposure）如何导致永久性的遗传损伤。
1 J, Q& }4 }6 j: y! L这些研究人员给小鼠喂食稀释的酒精（化学上被称为乙醇）。他们随后通过开展染色体分析和DNA测序来研究乙醛（当身体加工酒精时产生的一种有害的化学物）导致的遗传损伤。& B5 \, H: D* C$ X
他们发现乙醛能够让造血干细胞中的DNA遭受断裂和损伤，这会导致这些细胞发生染色体重排，从而永久性地改变它们的DNA序列。
& b" w, d; x, ^$ w: n【6】Nature：揭示细胞检测烷基化DNA损伤机制，有助改进化疗药物疗效2 s  X* U$ s. g
doi：10.1038/nature24484  k+ y0 Y9 Q# u
细胞内部的忙碌世界是由它的DNA蓝图引导的。当这种蓝图发生变化时，细胞就会生病、死亡或癌变。为了让DNA保持正常运转，细胞有检测和修复受损DNA的方法。% ^& ^3 G0 p2 m: Z. C
如今，来自美国华盛顿大学圣路易斯医学院的研究人员报道他们发现了细胞检测某些化疗药物诱导的DNA损伤的一个之前不为人知的方式。这一发现可能对治疗癌症产生重要的影响。相关研究结果于2017年11月8日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“A ubiquitin-dependent signalling axis specific for ALKBH-mediated DNA dealkylation repair”。) ~) M4 n, Z; ~& `- \  K. Y) Y
一些最为古老的化疗药物被称作烷基化试剂（alkylating agents），这是因为它们通过让DNA发生烷基化而杀死癌细胞。烷基化损伤的程度超过了细胞通过DNA修复途径进行自我修复的能力。一些肿瘤异常地依赖于参与DNA修复的蛋白以至于敲除这些蛋白会杀死肿瘤细胞。* C0 D% u; `/ q
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【7】Scicence：ZATT蛋白能够修复癌症治疗产生的DNA损伤9 G) x7 g1 E+ Z; l& \- d/ J7 e
doi：10.1126/science.aam6468
, d2 U, \1 _2 V最近，来自NIH的研究者们首次发现了细胞修复严重的DNA损伤—“DNA-蛋白质交联（DPC）”。研究者们发现一类叫做ZATT的蛋白质能够与另外一类叫做TDP2的蛋白质合作抑制DPC的发生。由于DPC往往在癌症患者接受特定治疗之后出现，因此对这一机制的理解能够有助于提升癌症患者的健康水平。相关结果发表在最近一期的《Science》杂志上。1 n% @3 ]- V/ b! |/ |0 M
根据该文章的通讯作者，来自NIH的Scott Williams教授的说法，研究者们此前已经知道TDP2对于清除DPC现象十分重要，但他们不知道它的具体工作方式。在这项研究中，作者们利用多种手段鉴定出ZATT是调控这以过程的另一关键蛋白。
% Z9 c% M% ~+ s+ Q) ]# v【8】Nature：揭示DNA损伤招募免疫细胞抵抗癌症机制! }* n* H% m' @
doi：10.1038/nature23470" W* Q) N% e5 G) p5 @2 t
癌症本质上是一种细胞增殖周期（cell replication cycle）疾病。治疗这种疾病的目标是永久性地杀死不受控制增殖的癌细胞。化疗和放疗导致DNA断裂，最终导致这些癌细胞死亡。在接受治疗几分钟内，癌细胞招募DNA修复蛋白来抵抗这些疗法导致的DNA损伤。几天之后，免疫细胞到达肿瘤中，进一步协助反击在这些毒性疗法的作用下存活下来的癌细胞。! f; n- Y; Q9 L
免疫细胞在癌症治疗之后延迟到达是有据可查的，而且在对化疗和放疗作出的反应中发挥着至关重要的作用，但是人们对这一过程仍然知之甚少。
7 Q  k! @# L/ q( V如今，在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发现DNA损伤如何召唤免疫细胞。相关研究结果于2017年7月31日在线发表在Nature期刊。
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【9】Science：重磅！揭示一种新的DNA损伤修复机制2 q$ I' C) _( L2 y, T8 ?
doi：10.1126/science.aag1095   doi：10.1126/science.aan8293
7 o7 ], W6 e! ?$ m: v  ]DNA修复系统能够修复活性氧、活性羰基化合物、烷化剂、紫外线辐射、脱氧尿嘧啶整入和复制错误导致的DNA损伤。DNA修复机制包括核苷酸池消毒（nucleotide pool sanitization）、直接修复（DR）、碱基切除修复（BER）、核苷酸切除修复（NER）、错配修复（MMR）、同源重组修复（HRR）和非同源末端连接（NHEJ）。
1 H1 j/ \( ~4 }: [- A2 I! i; ]糖化是体内的一种重要的DNA损伤来源，与增加的突变率和DNA链断裂相关联。在乙二醛（GO）和甲基乙二醛（MGO）的作用下，核酸发生永久性的糖化。作为糖代谢的副产物，GO和MGO在细胞中普遍存在，因而成为它们的主要的糖化试剂。对这些糖化试剂最为敏感的核苷酸是鸟苷酸（G）和脱氧鸟苷酸（dG）。确实，糖化鸟苷酸与DNA氧化损伤的主要产物---8-羟基脱氧鸟苷（8-oxo-dG）---一样比较普遍。尽管发生氧化的核苷酸，如8-oxo-dG，可通过鸟嘌呤氧化修复系统加以修复，但是迄今为止，人们并没有发现糖化核苷酸修复系统。
4 x7 Q6 D' R% l【10】PNAS：科学家成功绘制出吸烟引发的DNA损伤修复障碍的图谱
& O) V8 `0 [7 |8 @5 z& Hdoi：10.1073/pnas.17060211143 X7 O$ b% g$ `/ y
几十年来，科学家们早就已经知道吸烟能够引起DNA的损伤，进而引发肺癌的发生。如今，来自NUC医学院的科学家们首次描绘出了全基因组DNA损伤的高分辨率图谱。2 ?/ H0 r/ }& n' L
这一创新性的研究是由来自UNC医学院的诺贝尔奖获得者Aziz Sancar博士领导作出的，相关结果发表在《PNAS》杂志上。Sancer等人开发出了一类描绘基因组损伤修复的图谱的方法，并通过该种方法检测了所有由致癌物"苯并芘"导致的基因组损伤的发生情况。据调查，美国境内30%的癌症死亡的病例是由该致癌物导致的。而这一图谱的绘制将帮助科学家们更好地理解吸烟对癌症发生的危害，并且对人群受影响程度的不同进行划分。, V- [- s' }4 ?9 v2 @) o% l- Z
"苯并芘"是一类简单的烃类化合物。科学家们认为该化合物是许多低等的碳基生物的存在基础，但对于人类等高级生物来说，这种分子反而具有负面的影响。苯并芘是有机物，例如烟草植物等，燃烧产生的副产物。一般情况下，有毒的烃类物质进入消化道或呼吸道中后，会被体内的酶降解以去除毒性，而苯并芘降解之后会生成一种叫做BPDE的化合物，这一物质的危害远大于苯并芘本身。（生物谷Bioon.com）
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