03.05 喝酒會引起DNA損傷,機體如何應對?科學家發現了新的機制

荷蘭烏特勒支Hubrecht研究所(KNAW)的研究人員以及英國劍橋MRC分子生物學實驗室的研究人員發現了一種新的方法,可以修復由酒精代謝物引起的DNA損傷。該研究再次強調了飲酒與腫.瘤之間的聯繫,在2020年3月4日發表在《自然》雜誌上。

喝酒會引起DNA損傷,機體如何應對?科學家發現了新的機制

人們的DNA每天都在遭受著輻射和有毒物質的破壞,比如酒精。酒精代謝後,會形成乙醛,乙醛會造成一種危險的DNA損傷,鏈間交聯(ICL)。這種損傷會將DNA的兩條鏈粘在一起,結果阻礙了細胞分裂和蛋白質的生產。最終,ICL損傷的積累可能導致細胞死亡和“細胞增殖失控”。

防禦DNA損傷

值得慶幸的是,人們體內的每個細胞都有一個工具包,可以修復這種類型的DNA損傷。乙醛引起的ICL在體內會遇到第一道防線---ALDH2酶,該酶會在乙醛造成任何傷害之前對其進行有效分解。但是,並非所有人都能享受這種酶帶來的福利,大約一半的亞洲人,即全球超過20億人口,在ALDH2酶的編碼基因中存在一個突變,直接導致酶功能的改變,不能有效分解乙醛,所以他們更容易患上與酒精有關的疾病。

喝酒會引起DNA損傷,機體如何應對?科學家發現了新的機制

乙醛脫氫酶,英文簡稱ALDH,醛脫氫酶中的一種,負責催化乙醛氧化變成乙酸,肝臟中的乙醇脫氫酶負責將乙醇(酒的主要成分)氧化為乙醛,乙醛作為底物會在乙醛脫氫酶催化下轉變為對人體沒有傷害的乙酸(即醋的成分)。

新的防線

科學家研究了針對酒精誘導的ICL的第二道防線:如何有效地消除DNA損傷。研究人員使用爪蛙卵(生物學研究中常用的動物模型),從卵中提取了相關蛋白質,並對提取物進行機制研究。通過使用這些提取物修復乙醛形成的ICL,他們發現了修復ICL損傷的兩種機制:第一個是FA途徑,該途徑使用切除進行操作,類似於修復由化學治療藥物順鉑引起的鏈間交聯的機制。然而,與順鉑誘導的交聯修復相比,乙醛誘導的交聯修復將會導致突變頻率增加和突變譜改變。第二種修復機制需要複製叉融合,但不涉及DNA切口而是乙醛交聯本身被破壞。Y家族DNA聚合酶REV1完成交聯的修復,最終形成獨特的突變譜。這些結果確定了內源性和酒精衍生的代謝產物,引起的DNA鏈間交聯修復途徑。

喝酒會引起DNA損傷,機體如何應對?科學家發現了新的機制

具體損害

通過這項研究,科學家們提供了一種新的DNA損傷修復過程中的機制,人體可以通過多種方式修復DNA中的ICL。這種類型的研究可能會導致人們更好地瞭解酒精相關細胞調節失控的治療。但是在我們能夠做到這一點之前,我們首先必須確切地知道這種新型的ICL修復機制是如何工作的。


分享到:


相關文章: