来自美国德州大学加尔维斯顿医学分部(University of Texas Medical Branch at Galveston, UTMB)的研究人员吃惊地发现一种关键性的DNA修复过程与一个细胞信号网络存在关联,其中这个信号网络与衰老、心脏病、癌症和其他慢性疾病相关.这一发现有望开启一个重要的新研究领域,以便人们最终能够开发出新的疗法来治疗各种疾病.相关研究结果于2012年6月15日发表在Journal of Biological Chemistry期刊上,论文标题为"Activation of Ras Signaling Pathway by 8-Oxoguanine DNA Glycosylase Bound to Its Excision Product, 8-Oxoguanine".

论文第一作者、UTMB教授Istvan Boldogh说,"这是一种全新的观点---它挑战当前人们对DNA修复所起作用的认识.我们起初也不相信自己,但是实验数据最终让我们不得不相信."
在仔细研究DNA损伤与细胞死亡之间的关系而产生意想不到的结果之后,Boldogh和他的同事们提出这种想法:DNA修复与细胞信号转导存在关联.人们对DNA修复的常规认识在于细胞寿命是由它遭受的DNA损伤积累的数量决定的.在Boldogh开展的研究中所使用的细胞特别容易受DNA损伤影响,这是因为它们缺乏一种修复DNA碱基鸟嘌呤的关键性酶.根据常规认识,这应当缩短细胞的寿命,但是实际上刚好相反,它们的寿命长于预期.这使得Boldogh想知道是否另一种因子参与降低正常细胞的寿命.
Boldogh说,"我们提出假说:不是DNA中遭受损伤的鸟嘌呤堆积导致不好的影响,而是DNA修复过程产生的副产物激活缩短细胞寿命的过程."
研究人员知道在哪里去寻找这种假说中的DNA修复过程产生的副产物.大多数的DNA损伤是由于无处不在的活性氧(reactive oxygen species, ROS)造成的.活性氧是化学活性非常强的分子,是呼吸时产生的副产物.当DNA遇到活性氧时,最常见的结果之一就是DNA碱基鸟嘌呤转变为被称作8-氧-鸟嘌呤(8-oxoguanine)的分子,而8-氧-鸟嘌呤能够导致基因产生突变.
为了保护遗传代码的完整性,细胞利用一种被称作OGG1的修复酶来把它们DNA中的8-氧-鸟嘌呤移除.OGG1通过附着到受损的碱基上,将它从DNA中剪切下来,然后把它释放出去.Boldogh和他的同事们发现这种关键的副产物正是在这种修复过程刚完成后不久而产生的.通过分析试管、细胞培养物和小鼠实验数据,他们最终观察到在8-氧-鸟嘌呤由OGG1释放出后不久,它就与这种修复酶重新结合在一起,并且结合位点不同于之前结合的位点.他们发现由此形成的8-氧-鸟嘌呤-OGG1复合物能够激活功能强大的Ras信号转导通路.
Boldogh说,"Ras蛋白家族参与几乎每种细胞功能:新陈代谢、基因激活、生长信号、炎症信号和凋亡.因为它激活Ras通路,所以DNA碱基修复过程中释放出的8-氧-鸟嘌呤很可能是许多非常基本过程的一种主要的调节物."
根据Boldogh的说法,了解如何控制这种"主要的调节物",可能导致人们深刻地理解生物医学科学和人类健康.他说,"能够调节8-氧-鸟嘌呤可能让我们可以阻止炎症发生,因为这种炎症是产生包括关节炎、动脉粥样硬化、阿尔茨海默氏症和其他疾病在内的一系列慢性疾病的关键.我们相信它可能甚至让我们延长寿命,或者至少延长健康寿命,若果真如此,这将是一个非常大的成就.这些可能性让我们相信这项发现的意义将是非常重大的.
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