新发现一种促进DNA修复的远古酶：PrimPol

新发现一种促进DNA修复的远古酶：PrimPol

文章来自生物搜（）

 

西班牙的科学家们在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上发表的一项延续性研究称，他们发现了一种新的人体内的酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤，促进它们修复，因此能避免对细胞进而对有机体造成的不可逆的致病损伤。

 

每天，人体都会产生新的细胞对组织进行更新和修复受损的细胞。每当这种情况发生时，细胞都会制造它们DNA的拷贝，将这些拷贝传递给产生的子细胞。这个DNA拷贝过程——也称为复制（Replication），非常的微妙，因为它能在DNA上形成与恶性转化或衰老相关的严重变异。

 

由西班牙国家癌症研究中心（CNIO）DNA复制组织的负责人Juan Méndez带领的研究人员和塞韦罗奥乔亚分子生物学中心的Luis Blanco，发现一种新的人体酶——PrimPol蛋白——能够在DNA拷贝过程中识别DNA损伤，促进它们修复，因此能避免对细胞进而有机体造成的不可逆和致病的损伤。

 

这项研究发表在11月17日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上。这项研究是同一作者发表在Molecular Cell杂志上的一项前期研究“PrimPol, an Archaic Primase/Polymerase Operating in Human Cell. Molecular Cell, 24 October 2013”的一个延续，在那项研究中，他们描述了PrimPol酶的存在和生化特性。

 

细胞核上的DNA是基因的载体，是指导细胞如何工作的说明书。Méndez说：“除了在复制过程中之外，DNA结构非常的稳定，DNA复制过程在人体细胞中通常需要大约8个小时。在这个过程中，DNA变的更脆弱，能够被打断。”因此，这8个小时对细胞来说非常关键：细胞必须确保拷贝DNA的保真度，如果出错或者DNA被损坏，细胞必须尽可能高效地修复它们。

 

避免衰竭

 

DNA聚合酶是负责合成新DNA的酶。Méndez说：“当一个DNA聚合酶在DNA中发现一个障碍时（例如，由太阳紫外辐射引起的一个化学改变），拷贝就会被中断，过程停止，直至这个错误被修复为止。这个中断能引起DNA的打断，一些染色体上的片段易位到另一些染色体上，甚至引起细胞死亡或者恶性转化。”

 

由CNIO和CSIC开展的这项研究表明，当出现损伤时，PrimPol酶能够阻止拷贝过程的中断：它识别病变，跳过它们，当拷贝完成时它们被修复。

 

按照进化论原则，PrimPol是一种非常古老的酶，类似的蛋白已经在古细菌——居住在地球上的第一生命形态之一——中被发现。Méndez说，“数百万年前，生存环境更恶劣（高盐、极端温度等等），因此，PrimPol很可能已经适应了在这些引起损伤的环境条件下合成DNA”，他补充道，“作为交换，这些原始的DNA聚合酶，与更进化的复制系统相比，精确度更低，能引起突变。”

 

科学家们预料，这个突变的增加可能在基因组的进化中发挥重要作用，同样也对细胞衰老和癌症发展有影响。研究者已经在人类中鉴定和描述了这种新蛋白，他们已经在研究这个蛋白在疾病发展中的作用。