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北卡羅來納大學醫學院的科學家,繪製了吸煙所損壞的DNA圖譜

北卡羅來納大學醫學院的研究人員繪製了吸煙誘發DNA損傷的方法,那麼為什麼有些人容易受到癌症的侵害。該技術將有助於我們更好地了解吸煙帶來的風險,如何導致癌症的出現,甚至如何阻止吸煙導致癌症出現。

吸煙、DNA損傷和肺癌之間的聯繫已經有數十年。但是,數十年來想要確定吸煙影響的基因組的確切區域,似乎超出了我們的能力範圍,這主要是因為DNA很小。現在,UNC醫學院的一個團隊已經找到了一個辦法。

由Aziz Sancar博士,MD,Ph.D.,UNC醫學院生物化學和生物物理學教授和2015年化學諾貝爾獎聯合獲獎者,他們將注意力集中在煙草中的主要致癌物——苯並[α ]芘。該團隊開發了一種方法,通過查看基因組並在指定區域進行「修復」,繪製出這種化合物與DNA聯繫的確切位置。

Sancar博士說: 「 這是一種致癌物質,佔美國癌症死亡人數的30%,而且現在我們還有一個基因組範圍內的損傷圖譜。這張圖譜有助於提高對有害吸煙的認識,那將是很好的。如果我們知道整個基因組中DNA損傷是如何被修復的,那麼這對藥物開發來說也是有幫助的。」

注意BaP

對於其所有的不良影響,苯並[α]芘(BaP)是一種常見的物質。它是碳氫化合物多環芳烴族的一部分(即多環碳基和氫基物質),事實上,他們是非常常見的。

所以這可能是一個很好的消息,但是BaPs對複雜的生活構成嚴重的環境危害。如此常見,生物體已經演變為在環境(森林火災,篝火或發動機等)的環境來源,BaP在我們生活的環境中「工作」。但是,香煙煙霧提供了更大的煙霧劑量(是常規煙霧的三倍以上)的化合物直接進入我們的肺。

為了保護我們免受危害,我們的身體一直將有毒化合物分解成較小的惰性分子。那麼BaP會發生什麼?這個過程將其分解為稱為苯並[α]芘二醇環氧化物(BPDE)的物質,其實際上比起始烴更毒。BPDE與DNA形成化學關係,與鳥嘌呤(四個核苷酸鹼基之一)形成非常強的鍵(稱為加合物)。

癌症爆發所需要的就是所討論的基因是腫瘤抑制基因。用小鼠進行的試驗表明,即使適用於動物皮膚的中等劑量的BaP實際上也能保證腫瘤的出現。這就是為什麼BaP和BPDE通過吸煙被認為是肺癌最重要的原因。

DNA重新「格式化」

為了準確了解基因組中BaP的破壞程度如何,該團隊在DNA修復過程中應用了一些研究結果,被稱為核苷酸切除修復,它涉及切割受影響的DNA鏈的某些蛋白質,其後DNA合成酶接管並從相對的螺旋開始重新構建鏈。

然而,考慮到DNA測序中巨大的工作量,該團隊發布的概念圖譜並沒有最佳解決方案。但它確實表明,這樣的圖譜可以幫助了解疾病與DNA損傷之間的關係是可行的。在未來,可以幫助哪些基因或基因變體有助於促進DNA修復。

中國約有3.2億吸煙者,美國約有4000萬吸煙者,全球超過十億人。【一個科普】希望,他們研究的圖譜,在未來可以幫助更多的人,而現在希望能夠說服一些吸煙者改掉吸煙的這個「壞」習慣。

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