解密DNA 修復系統與人體健康
究竟DNA修復系統與人體健康有著怎樣的關係呢？DNA為何物？ DNA是人體內的遺傳物質，被稱為「底層代碼」，它本身是一種名為脫氧核糖核酸的化學分子，可以組成遺傳指令、引導生物發育和生命機能運作，通常我們稱之為「基因」。據了解，如果將一個細胞中的DNA分子鏈抽取出來並拉直的話，它的長度將超過2米，若將人體內的數十億細胞中的DNA加起來的話，長度可以往返地球和太陽之間250次。
DNA分子及雙螺旋機構解密DNA 修復系統與人體健康2015-10-16 10:12 來源：中國數字科技館 我有話說但是，DNA並不像人們想像中的那樣穩定，也不是處於「真空」中，而是在紫外線、自由基以及外部條件的影響下會發生損傷。其實，表面上看起來，人類處於一個看似安全的環境中，然而，每天我們人體中的DNA都受到來自外界的重重殺機：化學反應、宇宙射線、溫度變化、紫外線、放射性輻射、環境污染……這些因素都會對DNA分子造成嚴重的破壞。除了外界的傷害，還有一些內部程序的錯誤。當人體中的細胞增殖時，細胞中的DNA也需要增加一倍，然後再均分，這個過程通常我們稱之為「DNA複製」，然而，這一過程會因其複製次數的增多，而增加DNA出錯的幾率，隨著各種缺點的發生。在這種DNA突變、受損、錯配的情況下，就會極易引發一些遺傳性疾病、惡性腫瘤甚至由於抑癌基因的突變，導致細胞轉化、惡變，形成癌症。奇怪的是，即便是在這種內外的干擾下，我們人體內的基因並沒有演變成一堆「亂碼」，也並沒有瓦解我們體內的遺傳物質，這主要是因為我們體內有一群蛋白質專門負責看管DNA，它們持續不斷地校對基因組，發現損傷就會立即修復，從而維持生命體相對穩定狀態。這就是本次獲得諾貝爾獎的項目主角——「DNA修復系統」。
DNA的損害及修復DNA修復系統如何運作？ 2015年諾貝爾化學獎的獲得者，分別發現了三種不同的DNA損傷的修復路徑：鹼基切除修復、核苷酸切除修復、錯配修復。在20世紀70年代早期，科學家們認為DNA是一種非常穩定的分子，但托馬斯·林道爾卻發現，DNA會以一定的速率發生衰變——按此速率，地球上的生物甚至都不該存在並發展下來的。這讓他揭示了一種分子機制——鹼基切除修復——該機制不斷地抵消了DNA的崩潰。阿奇茲·桑卡繪製出了核苷酸切除修復機制，細胞利用切除修復機制來修復UV造成的DNA損傷。天生缺失這種機制的人暴露在太陽光下，可導致皮膚癌的發生。細胞還可利用此機制修復致突變物或其他物質引起的DNA損傷。保羅·莫德里奇證明了細胞在有絲分裂時如何去修復錯誤的DNA，這種機制就是錯配修復。錯配修復機制使DNA複製出錯幾率下降了一千倍。如果先天缺失錯配修復機制可導致癌症的發生，例如遺傳性結腸癌的發生。他們的研究成果為我們了解活體細胞是如何工作提供了基本的認識，並有助於很多實際應用，陸續研究發現，生命體的衰老、癌症和許多重大疾病都和基因組的不穩定有關。深入研究DNA的損傷和修復機理對了解相關疾病的起源、降低某些遺傳病的發病率、降低DNA的損傷和突變至關重要。例如新癌症療法的開發。DNA修復系統的缺失有哪些危害？ 1991年，李國民師從保羅莫德里奇做博士後研究，幫助發現了DNA的錯配修復機制。他們發現，遺傳性直腸癌與DNA錯配修復系統的缺失密切相關。由於承擔排便功能，直腸組織的細胞不斷脫落而需要經常更新，所以直腸組織的細胞經常處於分裂、增殖狀態，如果其細胞中的DNA錯配修復系統缺失，DNA複製錯誤就因不能被修復而大量累積，最終會導致直腸癌的發生。此外，有研究表明，抽煙會修飾、影響細胞中的DNA，也會影響DNA修復系統的蛋白質，從而抑制多種DNA修復，導致腫瘤發生。甚至還有研究表明，DNA修復系統的缺失還會導致神經退行性疾病，例如老年痴呆、衰老等。這些事實都不斷提醒著科學界和諾貝爾獎委員會關於DNA修復系統對人類健康的重要性。（單清偉綜合整理）
[責任編輯:張愛萍]
推薦閱讀：
※人體的真陰真陽
※全球10大最匪夷所思的人體部位
※人體藏著4顆降糖葯，正確使用血糖平穩一輩子！
※肝炎一惡化人體會有4種表現，阻斷只需3步