Nature：DNA修复新模式解答转录争议
紫外线和其他环境因素不多对我们的DNA造成破坏，可以说我们的健康在很大程度上依赖于细胞发现和修复DNA损伤的能力。纽约大学医学院的一项新研究展示，RNA聚合酶负责在基因组中搜寻DNA损伤，并招募盟友对其进行修复。这一机制能够有效减少突变，帮助人体控制癌症和其他疾病。这项研究由Evgeny Nudler教授领导，文章发表在一月八日的Nature杂志上。
人们一直知道，RNA聚合酶能够在双链DNA上滑动，根据DNA 模板合成RNA分子。这样的RNA链包含蛋白合成所需的所有信息。当RNA聚合酶遭遇DNA损伤时会停下脚步，这时由于酶占据了损伤位点，其他修复蛋白很难接近。
研究人员发现，UvrD解旋酶可以起到引擎的作用，反向拉动RNA聚合酶，暴露出DNA的损伤位点以便进行修复。这一发现为生物界(丛细菌到人)广泛采用的修复机制提供了重要启示，Dr. Nudler说。“DNA修复能够减少突变，从而延缓衰老、抑制癌症和许多其他病理学过程，”他说。
尽管研究是在大肠杆菌中进行的，针对的也是特定类型的DNA修复，但Dr. Nudler认为有证据表明，其他细胞修复通路也可能通过同样的机制来识别和解决DNA损伤。DNA修复机制失灵可能导致许多严重的后果，例如，编码人类版UvrD(XPB蛋白)的基因出现遗传缺陷，会引起多种严重的疾病。
举例来说，紫外线引起的损伤无法得到修复，与着色性干皮病(xeroderma pigmentosum)有关。任何日光照射都会严重损害患者的皮肤和眼睛，大大提高患皮肤癌的风险。DNA修复不当还可能导致Cockayne综合症，患儿往往身材矮小，而且会过早老化。另外，毛发硫营养不良(trichothiodystrophy)也与DNA修复机制有关，这种疾病的患者毛发焦枯，发育迟缓而且反复受到感染。
研究人员通过一系列生化和遗传学实验，将UvrD与RNA聚合酶直接联系起来，发现UvrD的活性是DNA修复所必需的。研究显示，UvrD还依赖另一个因子NusA，NusA可以帮助UvrD把RNA聚合酶拉回来。这两种蛋白会招募其他修复蛋白对DNA链进行修复，然后聚合酶才会继续向前移动。
Dr. Nudler介绍到，这项研究为普遍性转录(pervasive transcription)提供了一个有力的解释。普遍性转录是分子生物学中争议最大的话题之一。“可以将其归结为以下问题：为何RNA聚合酶转录绝大部分基因组，而只有很少一部分RNA转录本被证明是有用的?这样的RNA聚合酶活性是否浪费了能量和资源?”
“我们的研究显示，RNA聚合酶的主要作用是在基因组中寻找DNA损伤，”他说。“只有这一分子机器能够持续扫描染色体，发现DNA模板链上的任何异常碱基。” RNA聚合酶的广泛转录是值得的，因为它不仅能识别DNA损伤，还能在其他因子的帮助下让损伤得到修复。
文章不仅为DNA修复机制提供了新的启示，还为人们展示了能够高分辨率定位蛋白互作的新方法。研究显示，将化学交联与质谱结合起来，能够用来分析任何蛋白质的相互作用。
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