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基因|癌症的克星来了？2种蛋白质通过稳固结构修正DNA分裂错配


基因|癌症的克星来了？2种蛋白质通过稳固结构修正DNA分裂错配
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北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的最新研究表发现了2种蛋白质在人体内担当基因“守护神”角色。他们可以阻止DNA复制错误，还可以调用蛋白质来修复错误。
在细胞准备分裂时，DNA会首先分裂，先是双螺旋“解压”成两个独立的主干。新的核苷酸——腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤或胸腺嘧啶——被填充到主干另一侧的空隙中，与对应的核苷酸(腺嘌呤与胸腺嘧啶、胞嘧啶与鸟嘌呤)配对，复制DNA，为新旧细胞复制一份副本。
绝大多数情况下，核苷酸的匹配都是正确的，但有千万分之一的几率，会出现匹配错误的情况。人类每个细胞基因组中含有大约60亿个核苷酸，按照这个几率，每个细胞会产生大约600个错误，而人体有超过37万亿个细胞。
因此，如果这些错误得不到控制，就会导致大量的突变，进而导致多种癌症，这种癌症统称为林奇综合症。
这次新发现的一对蛋白质MutS和MutL，作用就是防止和修复这些错配。
MutS会在复制后沿着DNA链新创建的一侧滑动，并对其进行校对。当它发现一个不匹配的地方时，会锁定在错误的地方，形成一个不动的结构，并召唤MutL来加入。MutL将新形成的DNA链标记为有缺陷，并向另一种蛋白质发出信号，吞噬掉含有错误的DNA部分。之后核苷酸匹配重新开始，再次填补空白。
【基因|癌症的克星来了？2种蛋白质通过稳固结构修正DNA分裂错配】这个过程将整个DNA复制错误减少到了千分之一，是人体对抗致癌基因突变的最佳防御机制之一。
在另一篇发表在《国家科学院院刊》上的论文中，研究人员利用荧光和非荧光成像技术，发现MutL会将MUT“冻结”在核苷酸错配的位置，形成一个稳定的复合体。该复合体会一直保持在该附近，直到修复进行。这种复合物似乎也在错配处缠绕着DNA，在修复前标记并保护该区域。
前面说到林奇综合症，这是一种由错配修复基因突变导致的常染色体显性遗传病，该综合征会导致患者患上结直肠癌的风险升高。
结直肠癌是最为常见的胃肠道恶性肿瘤之一，在全球范围内结直肠癌的发病率和病死率均居前4 位。在中国男性结直肠癌的发病例数占新发肿瘤患者的8.59%，居第5位，女性占9.08%，居第3位;中国结直肠癌患者的病死率居第5位。
据了解，患有林奇综合症的人，结直肠癌发病率高达80%。而根据美国的流行病学报道，在所有结直肠癌患者中，患有林奇综合症的人占2.8%。
如果本次研究成果能进一步得到科学利用，或许能极大避免这种恶性肿瘤引发的死亡。
另外，美国研究人员去年还开发了一种新型的疫苗，其效用可以摧毁含林奇综合征的DNA在实验白鼠体内造成的突变细胞，或许未来有一天也可以预防有林奇综合征的人患上结肠直肠癌。研究人员在2019年美国癌症研究协会年会上报告了癌症预防疫苗测试的结果。
编译/前瞻经济学人APP资讯组
参考资料：
[1]https://www.sciencedaily.com/releases/2020/07/200716123002.htm
[2]https://www.pnas.org/content/early/2020/07/14/1918517117
[3]https://www.pnas.org/content/117/28/16302
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