20070914 -- 中研院解開細胞修補DNA謎團

中研院解開細胞修補DNA謎團
更新日期:2007/09/13 04:09
〔記者袁世忠台北報導〕中研院副院長暨生化所特聘研究員王惠鈞的研究團隊，成功找到並證實細胞修補ＤＮＡ的重要關鍵與機制，成果不但登上美、英專業期刊，也讓人類朝治癌症、抗老化跨進一大步。
該研究團隊之一的博士候選人陳立慈解釋，細胞ＤＮＡ破損後，人體會自動修補，回到原先的樣子；但如果無法修補，就可能造成細胞老化、死亡，甚至導致癌症。
他指出，ＤＮＡ結構由兩股組成，當其中一股受損時，細胞內的蛋白質酵素會從另一個健康的ＤＮＡ上找出相同或類似的位置當作「模版」，進行複製修補；過去醫學科學界認為，這些酵素會水解人體能量的來源三磷酸腺?（ＡＴＰ），獲得能量後，以右旋狀態包覆受損ＤＮＡ進行程序，只是對相關機制運作一直缺乏有力的證據。
找健康ＤＮＡ當模版
不過，陳立慈表示，中研院的團隊發現一種與乳癌細胞發展有關的酵素，在進行細胞ＤＮＡ修補時，會水解ＡＴＰ，從右旋先變成左旋，將與ＤＮＡ結合的位置「翻出來」，方便和擔任模版的ＤＮＡ結合；然後再度水解ＡＴＰ，驅動變回右旋，完成修補且沒有其他還需要修補的ＤＮＡ時，就變回環狀待命。
陳立慈強調，「從右變左，再變回右」是非常重要的發現，解答過去研究的重大謎團，因為「變左」之後，才能進行真正的結合，否則無法解釋整個程序的運作；很多國家也投入類似研究，但是卻都無法找到這項證據，也因此才會獲得國際高度的重視。
治癌、抗老化跨大步
對於這項發現，陳立慈說，未來開發抗乳癌新藥時，就可以朝刺激人體自我修補前進，這也是較安全、效率較佳的方式；另外，後續研究也可以據此找出其他蛋白質酵素的機制，例如修補ＤＮＡ抗老化等，意義重大。


中研院解開細胞修補DNA謎題 論文獲國際肯定
更新日期:2007/09/12 16:55
（中央社記者李先鳳台北十二日電）中央研究院生物化學研究所特聘研究員兼副院長王惠鈞，與生化所副研究員王廷方所組成的研究團隊，近日發表一系列有關細胞DNA重組的學術論文，將為相關研究開啟嶄新方向，獲國際肯定。
中研院表示，王惠鈞及王廷方所主導研究的論文，其中一篇今天刊登在美國新銳專業網站期刊「PLoS One」上，另一篇已在今年六月英國牛津大學出版的科學專業期刊「Nucleic Acids Research」刊載。
在過去傳統治療乳癌藥物以「右旋」機轉為主，現在因為研究團隊的研究發現「左旋」將開啟一個新的方向，或許未來在大腸癌等其他癌症治療用藥上有其他的選擇。
研究團隊利用X光繞射晶體學與原子力顯微鏡方法，首次發現原生生物的RadA蛋白質能形成另外二種新型的螺旋纖維絲。其中，一個是含4個RadA單分子的左旋螺旋纖維絲；另一個是含三個RadA單分子的右旋螺旋纖維絲。
研究團隊進一步實驗，結果顯示，螺旋纖維絲軸向進行旋轉時，RadA單分子三度空間結構會跟著發生改變，使得與其結合的兩段DNA分子發生軸向扭轉，依序進行同源配對與交換。
DNA同源重組 (homologous recombination)目前是世界醫學科學界的顯學。由於DNA破損會導致細胞癌化、老化與死亡；而健康細胞與生俱來的效率最佳、正確度最高的修補方式，就是同源重組。催化DNA同源重組的最重要關鍵主角，就是細胞內的RecA蛋白質酵素家族。
RecA蛋白質家族有四種主要成員：RecA、RadA、RAD51(關係著細胞衰老、死亡與乳癌細胞發展)、以及DMC1(關係著性生殖細胞精子與卵子的形成)。960912