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诺贝尔奖:人类偷看到了细胞用来修复DNA的工具箱
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李铮(日本-东京)
2015年诺贝尔化学奖颁给了阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)、托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)和保罗·莫德里奇(Paul Modrich),表彰他们发现了细胞如何修复自身DNA的机制。

复制DNA不出bug吗?

人的几乎每个细胞里都有DNA,它们编码了人全部的遗传信息。一个细胞里的DNA全长超过2米,但人体有数十亿细胞,所有的DNA加起来可以往返地球和太阳之间250次。

这么多DNA,全都是从一开始受精卵里那两米长的DNA复制来的。

所有化学进程都是不精确的,这几十亿次的复制之后早就应该错得没边儿了,何况你的细胞还在每天承受活性分子和辐射带来的损伤。

但是我们大部分人都活得还挺好,基因并没有变成一堆乱码。这一神奇的成就是怎么实现的呢?

答案是,我们体内有一群蛋白质专门负责看管DNA。它们持续不断地校对基因组,发现损伤就立刻着手修复。2015年的诺贝尔化学奖,表彰的就是发现这一修复机制的人。

匠人修理木桶,看地面上木板的拼合规律,是否想起碱基互补配对?G与C间形成三个氢键,A与T间形成两个氢键?除去破损木板再换上新的,恰与恢复碱基对间的氢键有所相似。

日本生物学学术期刊 Genes to Cells 惯用浮世绘风格的封面来比喻细胞生物学模型。

DNA修复三板斧

故事从20世纪60年代开始。当时人们已经知道DNA是生命的基础,想来这个基础肯定要十分结实,不然生命无法诞生。

但是托马斯·林达尔在工作中对此产生了怀疑。他把DNA单独提取出来,发现它自己其实没有那么稳定。

就凭DNA本身的化学属性,人的基因组每天都应该遭受成千上万的严重损伤,根本活不下去。这意味着,一定有什么别的机制阻挡了DNA的衰败。

接下来的几十年里,林达尔找到了“碱基切除修复”:细胞里有一种蛋白质专门寻找一种特定的碱基错误,然后把它从DNA链上切掉,从而修复它。

碱基切除修复示意图。

与此同时,阿齐兹·桑贾尔发现了另一种修复现象:细菌遭受大剂量紫外线照射之后本来应该很快死掉,但是接下来用蓝光照射却能让它们“死里逃生”。

后续的研究让他发现了“核苷酸切除修复”:不是剪掉单个的碱基,而是把一小段被紫外线损伤的核苷酸都切掉。

核苷酸切除修复示意图。

保罗·莫德里奇发现了第三种修复机制。DNA本来是双链,但在复制的过程中会拆成两条,各自作为模板形成新链。问题是,复制的时候可能会出错,让两边的碱基对不上号,那蛋白质要怎么知道哪条是旧的、哪条是新的,应该把谁改正成谁呢?

莫德里奇和同事发现,细胞会对DNA的链进行标记。正常DNA上通常会有修饰基团,但刚刚完成复制的DNA新链还没有这些修饰,蛋白质可以凭此判断哪条是旧有的、哪条是新加上的,从而知道该去修谁。此即“DNA错配修复”。

DNA错配修复。

修复事不小,出错不得了

除了这三种机制之外还有许多其他修复机制,它们每天纠正成千上万的错误,让我们能活下去。一旦一个机制出了问题,错误就会快速堆积,大大增加癌症的风险。

当你瘫在床上无所事事的时候,要记得,还有无数DNA层面的小家伙在辛苦奔波,只为了延续你的生命……(起来干活啦你个懒蛋!

事实上,许多类型的癌症就依赖于这些机制的失灵——但得是部分失灵。全部机制都完好的话,新的错误就很难产生,癌症就不容易发展;

但如果所有机制都坏了,细胞就承受不了错误,会很快死掉。许多癌症药物都是以破坏癌细胞残存修复机制为目标的。

因此,2015年诺贝尔化学奖不但增进了我们对细胞的了解,还可能成为许多拯救生命药物的来源。

让我们记住这三个名字

阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar)1946年出生于土耳其萨武尔,1977年获伊斯坦布尔大学博士学位,2005年入选美国国家科学院。他是美国北卡罗来纳大学教堂山分校萨拉·格雷厄姆·基南生物化学教授。

保罗·莫德里奇(Paul Modrich)1946年出生,1973年获斯坦福大学博士学位。他是美国杜克大学詹姆斯·B·杜克生物化学教授,霍华德·休斯医学研究所研究员。

托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)1938年出生于瑞典斯德哥尔摩,1967年获瑞典卡罗琳学院博士学位,他是挪威科学和文学研究院成员,1986年至2005年任英国弗朗西斯·克里克研究所克莱尔霍实验室主管。

让我们记住这三个名字,和他们所做的贡献。

本文来自诺贝尔奖官方解读

DNA基因修护早晚系列是一款营养补给品,由Dr.Vincent Giampapa博士经过多年临床实验所开发的产品,含有修复基因DNA的特殊成分。

透过修护细胞染色体端粒,能帮助身体保持健康的生物节律,维持重要的生物过程,可让身体本身拥有自愈能力并使细胞达到最理想的健康状态,有效延缓老化现象。

DNA修护早晚系列CAMS细胞优化工程,主要功效-基因优化。

成份所含的复方能够:

•扭转老化的生理时钟

•修复抑制老化基因

•同时启动年轻的基因

•提供你身体所需要的全方位维他命以及营养补充

•含特殊成分之协同复方精华,帮助你保持健康的生理节律,支持关键性生化过程

中西医复方成分及功效:

1.微量元素及维生素

• 维生素:维生素A、维生素C、维生素D、维生素E、维生素K、硫胺素、核黄素、碱酸、维生素B6、叶酸、维生素B12、维生素H、泛酸 • 矿物、微量元素:碘镁锌硒铜锰铬钼

功能:补充体内必需之微量元素及营养素

2.端粒维护复方

•专利复方:大豆卵磷脂, 次亚麻仁油酸、油酸、琉璃苣子油、月见草油、深海鱼油、姜黄根萃取、葫芦巴籽、檞皮素、辣椒、马齿苋萃取物、钒 • Omega 3/6复方:延缓端粒缩短 • 葫芦巴籽:启动端粒酶 • 姜黄:禁止端粒酶扭转转录酵素

功能:有效保养并保护端粒与端粒酶之增生

3.卡路里抑制复方

• 硫辛酸、肉碱酒石酸、乙酰左旋肉碱、盐酸甜菜碱、辅酵素Q10、非瑟酮、紫檀氏、白黎芦醇、有机硫

功能:透过抑制推迟卡路里吸收,推迟细胞老化现象

4.自由基清除复方

• 专利复方:浓缩十字花科蔬菜、葡萄皮萃取、大麦草、迷迭香、茄红素萃取、碧萝芷、黄体素

功能:综合各种天然抗氧化剂精华,有效保护健康细胞,避免老化。

5.DNA修复

• 专利复方:猫爪草萃取、乙酰半胱氨酸、肌醇六磷酸、褪黑激素

功能:提高DNA修护,只要DNA修复的功能越好,寿命就越长。

6.干细胞维护复方

•专利复方:克拉玛斯蓝绿藻、绿藻、藻褐素褐藻、螺旋藻、褐藻萃取 • 克拉玛斯蓝绿藻是地球上含有最多营养素成份的食物,学名在希腊文的意思是“水里的隐形活花”

功能:有效维持干细胞最佳基因状态与干细胞功能。

7.细胞调理复方

• 专利复方:左旋麸酰胺酸、左旋精胺酸、鸟氨酸、肌醇、卵磷脂、酪氨酸、牛磺酸、蜂王乳、冬虫夏草萃取物

功能:有效调节每日身体不同时段所需之激素及荷尔蒙,进而调节每日生理状况。

8.益生菌复方

• 嗜乳酸杆菌、胚芽乳杆菌、分歧双叉杆菌以及干酪乳杆菌

功能:有效修护重要肠道细菌帮助消化与产生重要维他命,提升免疫系统的防御机制。

9.消化酵素

• 淀粉酵素、中性蛋白、纤维酵素、乳糖酵素、脂解脢

功能:帮助消化并提高膳食中充分摄取营养素

使用方法
· 早上以240-360ml的水混合1包日间配方(AM Essentials), 饭后饮用。

· 晚上以240-360ml的水混合1包夜间修护配方(PM Essentials), 睡前饮用。

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2020-09-09