肽因修复DHA功能荣获诺贝尔奖

2015年诺贝尔化学奖颁给了阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)、托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)和保罗·莫德里奇(Paul Modrich),表彰他们发现了细胞如何修复自身DNA的机制。

  从卵子到老人,细胞复制DNA不出错吗?  

  人的几乎每个细胞里都有DNA,它们编码了人全部的遗传信息。一个细胞里的DNA全长超过2米,但人体有数十亿细胞,所有的DNA加起来可以往返地球和太阳之间250次。这么多DNA,全都是从一开始受精卵里那两米长的DNA复制来的。

  所有化学进程都是不精确的,这几十亿次的复制之后早就应该错得没边儿了,何况你的细胞还在每天承受活性分子和辐射带来的损伤。但是我们大部分人都活得还挺好,基因并没有变成一堆乱码。这一神奇的成就是怎么实现的呢?

  答案是,我们体内有一群蛋白质专门负责看管DNA。它们持续不断地校对基因组,发现损伤就立刻着手修复。2015年的诺贝尔化学奖,表彰的就是发现这一修复机制的人。


  DNA修复三板斧  

  故事从20世纪60年代开始。当时人们已经知道DNA是生命的基础,想来这个基础肯定要十分结实,不然生命无法诞生。但是托马斯·林达尔在工作中对此产生了怀疑。他把DNA单独提取出来,发现它自己其实没有那么稳定。就凭DNA本身的化学属性,人的基因组每天都应该遭受成千上万的严重损伤,根本活不下去。这意味着,一定有什么别的机制阻挡了DNA的衰败。

  接下来的几十年里,林达尔找到了“碱基切除修复”:细胞里有一种蛋白质专门寻找一种特定的碱基错误,然后把它从DNA链上切掉,从而修复它。

 

与此同时,阿齐兹·桑贾尔发现了另一种修复现象:细菌遭受大剂量紫外线照射之后本来应该很快死掉,但是接下来用蓝光照射却能让它们“死里逃生”。后续的研究让他发现了“核苷酸切除修复”:不是剪掉单个的碱基,而是把一小段被紫外线损伤的核苷酸都切掉。

 

保罗·莫德里奇发现了第三种修复机制。DNA本来是双链,但在复制的过程中会拆成两条,各自作为模板形成新链。问题是,复制的时候可能会出错,让两边的碱基对不上号,那蛋白质要怎么知道哪条是旧的、哪条是新的,应该把谁改正成谁呢?

  莫德里奇和同事发现,细胞会对DNA的链进行标记。正常DNA上通常会有修饰基团,但刚刚完成复制的DNA新链还没有这些修饰,蛋白质可以凭此判断哪条是旧有的、哪条是新加上的,从而知道该去修谁。此即“DNA错配修复”。

 

       除了这三种机制之外还有许多其他修复机制,它们每天纠正成千上万的错误,让我们能活下去。一旦一个机制出了问题,错误就会快速堆积,大大增加癌症的风险。

  事实上,许多类型的癌症就依赖于这些机制的失灵——但得是部分失灵。全部机制都完好的话,新的错误就很难产生,癌症就不容易发展;但如果所有机制都坏了,细胞就承受不了错误,会很快死掉。许多癌症药物都是以破坏癌细胞残存修复机制为目标的。

 

因此,2015年诺贝尔化学奖不但增进了我们对细胞的了解,还可能成为许多拯救生命药物的来源。更重要的启示是,修复DNA的工具几乎都是3~10肽(500~2000道尔顿的小分子活性肽)!目前癌症发病率的井喷现象告诉我们现代人类越来越缺少肽的摄入和合成!这是一个让人堪忧的事实。 


现在全球有效治疗癌症的药物几乎都是化学合成的肽类新药,与其用生命和金钱等待发现更多的肽物质抗癌新药来拯救我们,不如现在!马上!开始给我们自己补充日常所需的肽!


上一篇: 抗衰老的胶原蛋白工作原理...

下一篇: 太风尚回顾百年时间肽研究历程...