Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复,为降低酒精性癌症发病率开辟机会

鱼羊 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

对酒当歌,人生几何。

只是美酒虽好,含酒精的饮料却是一级致癌物。

当酒精代谢物乙醛没能被及时分解为乙酸,乙醛就会侵入细胞诱发DNA损伤,增加细胞癌变风险。

一则好消息是,Nature上发表的最新研究表明:乙醛诱发的DNA损伤能被安全修复。

Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复

这项研究来自荷兰皇家科学院Hubrecht研究所和英国MRC分子生物学实验室,研究人员发现,人们的身体当中存在一种“解毒”机制,能够在不切断DNA的情况下,让“绑”住DNA双链、导致DNA无法解旋复制的链接交联(crosslink)裂解。

这一结论为降低酒精性癌症的发病率带来了新的可能性。

下面,在详细介绍这项研究内容之前,还是要郑重提示:

请勿酗酒!请勿酗酒!请勿酗酒!

酒精代谢物诱发DNA损伤

要解释这项研究,先得从酒精如何造成DNA损伤说起。

酒精饮料影响健康,与细胞摄入酒精后产生的乙醛有关。

当乙醛在细胞中积聚,就会与DNA反应,造成DNA双链之间形成链间交联(ICL)。

这么一来,DNA就被锁死了。

Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复
图源:英国MRC分子生物学实验室

中学生物知识告诉我们,DNA复制的机制是半保留复制,双链DNA会解开成为单链,两条单链各自成为复制模板,合成新的DNA分子。

被锁住的DNA,自然无法复制,从而造成损伤。

新的DNA修复机制

那么,这种损伤就不能修复了吗?

其实,我们的身体针对乙醛带来的伤害,有两重保护。

第一重保护,与乙醛脱氢酶2(ALDH2)有关,这种酶能将乙醛转化为无害的乙酸。不过,在亚洲人群中,普遍存在这种酶失活的现象——这也是喝酒上脸的原因所在。

第二重保护,就是修复乙醛诱发的DNA交联损伤。

此前,科学家们已经发现,DNA交联损伤可以通过范可尼贫血(FA)通路修复。

方法很直接,就是把“锁”住的部分剪开。

Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复

但这样一来,DNA就断裂了。这就导致了新的风险:染色体重排,细胞癌变。

而Nature刊登的这项最新研究,发现了一种新的修复途径:破坏乙醛交联本身,不切断DNA。

这种修复机制涉及DNA复制,但与FA通路无关,并且比上述修复方式更快。更重要的是,既避免了DNA断裂,也没有无碱基位点产生。

Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复

从结果上来看,在经过这种方式的修复之后,DNA一条链的碱基恢复正常,但另一条链上会留下乙醛带来的加合物。

遗憾的是,这项研究并没能揭示这种修复机制是如何发生的。

对此,科学家们提出了两种假设。

第一,交联是因DNA解旋复制过程中产生的机械力而自然发生裂解的。

第二,是酶促作用的结果。

如果后续的研究能证实这是一个酶促过程,并鉴定出在这种修复途径中裂解交联的蛋白质,那么就会给治疗范可尼贫血(FA)、降低酒精性癌症发病率带来新的可能性。

研究团队

这项研究有来自7所科研机构的研究人员参与。包括英国MRC分子生物学实验室,荷兰皇家科学院Hubrecht研究所,英国谢菲尔德大学,牛津大学约翰·拉德克里夫医院,帝国理工学院,捷克科学院以及剑桥大学。

论文有两位共同一作。

Michael R. Hodskinson,英国MRC分子生物学实验室高级科学家,于谢菲尔德大学获生物化学博士学位。

Nature新研究:酒精导致的DNA损伤能被安全修复

Alice Bolner,荷兰皇家科学院Hubrecht研究所博士在读,师从论文通讯作者Puck Knipscheer,从事范可尼贫血蛋白研究。

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论文地址:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2059-5

Nature报道:https://www.nature.com/articles/d41586-020-00462-1

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