科學家發現修復受損DNA的新方法

化療和放療會導致DNA雙鏈斷裂，這是最嚴重的DNA受損情況之一。同源重組（在兩個DNA分子之間交換遺傳信息）的過程在DNA修復中起到至關重要的作用，但是特定的基因突變會破壞基因的穩定性。比如，腫瘤抑制基因BRCA2的突變會導致最嚴重的乳腺癌和卵巢癌。

德雷塞爾大學醫學院的Alexander Mazin教授和喬治亞理工學院的Francesca Storici助理教授開展這項研究的目的是弄清楚能夠促進DNA修復的蛋白質及其機制。

2014年，Storici和Mazin發現，RNA能夠作為修復出芽酵母中的DNA雙鏈斷裂的模板，Rad52是同源重組通路之一，它在這個過程中起重要作用。

培養皿中的酵母，Rad52蛋白質引導的RNA反鏈交換修復了受損的DNA

Mazin說：「我們的證據表明，RNA可以被用途修復DNA的模板，Rad52蛋白質也參與到這個過程中。但是我們沒有確定Rad52參與這個過程的方式。」

在此次的研究中，該團隊發現了Rad52的不尋常的重要作用：它能夠促進雙鏈的DNA和RNA之間的「反鏈交換」，這意味著這種蛋白質具有將同源DNA和RNA分子結合到一起的能力。RNA可以被用作DNA精準修復的模板。

圖片來源：論文

如此看來，Rad52在真核生物中的這種能力是獨一無二的，而其他類似的蛋白質都沒有這種能力。

Storici說：「Rad52利用RNA的這種反鏈交換過程並不要求深入處理受損的DNA末端，這表明，以RNA為模板的修復可能是一種能夠很快修復DNA的機制。」

研究人員希望在接下來的工作中確定Rad52蛋白質在人類細胞中的作用。

Storici補充說：「DNA受損是多種退行性疾病的原因，包括癌症。我們需要理解細胞是如何維持基因穩定的。這項發現幫助我們進一步地理解了複雜的DNA修復機制。」

這些結果提供了關於RNA、DNA、基因穩定性之間多層次關係的新觀點，還能為癌症治療確定新的治療靶標。BRCA（乳腺癌易感基因）缺陷乳腺癌細胞的增殖需要活躍的Rad52。使用小分子抑制劑來針對這種蛋白質是一種很好的抗癌策略。然而，癌細胞增殖所涉及的Rad52關鍵活動仍然不明確。

Rad52在DNA修復中的作用或許代表了這種關鍵的蛋白質活動，而這種關鍵活動可以作為抑制劑的靶標，有助於開發更特殊的（毒性更低）抗癌藥物。理解了RNA引導的DNA修復機制還能夠促進開發出基於RNA的新型基因工程方法。

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