PNAS：發現測定DNA構象變化的新方法

　　中國科學院生態環境研究中心環境化學與生態毒理國家重點實驗室汪海林研究員與加拿大阿爾伯塔大學Chris Le和Michael Weinfeld教授合作發現一種測定DNA構象變化的新方法，并以此為基礎，揭示了一種DNA修復機制。該研究成果的詳細論文發表在2009年6月15日出版的美國《國家科學院院刊》(PNAS)上。

　　該研究是一項多學科的交叉研究，國際間的緊密合作為研究的成功提供了可能。除了以上介紹的生物分析和分子毒理研究方面專家，還獲得在生物化學和生物物理方面研究者的支持，如美國國立環境健康研究所的Bennett Van Houten博士、紐約大學的Eric Tang博士和蒙大拿大學的Alexander Ross博士。

　　人和其他生物常暴露于多種可造成DNA損傷的化學和物理試劑，如紫外光、多環芳烴、重金屬元素。如果損傷未能得到適當的修復，可引起基因突變，并有可能進一步引發癌癥或造成細胞死亡。幸運的是，雖然我們每天經歷DNA損傷但并不一定會發展成為癌癥。這種幸運很大程度上來自于奇妙的DNA修復功能，保護我們的細胞防止突變。令人驚奇的是，同一DNA修復蛋白可識別并修復許多化學結構不同的DNA損傷。DNA修復分子是如何高效率地工作?這一謎團的解開將有助于癌癥的預防和治療，因此在世界范圍內科學家們開展廣泛的研究。

　　為實現對DNA損傷的修復，細胞利用一組蛋白質結合于損傷位點，適當地切除含損傷的一段寡脫氧核苷酸，并合成新的片斷填補空白。修復后的DNA可恢復到以前的狀態。在修復過程中，發生許多復雜但受到良好控制的酶反應。

　　最新研究將有助于解釋一些修復蛋白是如何展示它們可識別多種損傷的獨特能力。研究人員研究了與人修復相似的大腸桿菌(E.coli)修復通路，該修復通路可修復紫外和許多致癌性化合物引起的DNA損傷。研究發現在修復的早期過程中，一種蛋白可將損傷的DNA纏繞于另一種重要的蛋白。DNA纏繞可局部融解DNA的雙螺旋結構，使修復酶可接觸到損傷部位。

　　該項DNA修復研究工作源于汪海林博士的偶然發現。最初的設想是利用DNA修復酶作為親和探針發展同時檢測多種DNA損傷的分析方法。在研究中，汪海林博士意外地發現一種DNA修復酶與熒光標記的損傷DNA作用可產生非分子量依賴的高熒光偏振響應。為解釋這一特殊現象，汪海林博士設計多種DNA探針和實驗，證明了這種高熒光偏振響應與DNA纏繞相關。在Chris Le和Michael Weinfeld教授支持下，汪海林博士將課題轉向修復機制的研究。利用新發現的熒光偏振特性，揭示了DNA修復機器可識別多種不同化學結構DNA損傷的機制。