研究人员发现对抗DNA损伤的“超能力”：可能应用于对抗癌症

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DNA损伤可能导致癌症，但有一种蛋白质可以修复受损的DNA。研究人员在一种极其耐受的细菌中发现了它。这种蛋白质未来可能成为癌症疫苗的基础，并提高农作物的抗逆性。



加拿大西安大学的一个研究团队发现了一种新蛋白质，它能阻止DNA损伤并启动修复机制。这种被称为“DNA损伤修复蛋白C”（DdrC）的蛋白质在耐辐射奇球菌中被发现。研究团队在《核酸研究》杂志上发表文章称，这种细菌以能够抵御高剂量的DNA损伤物质（如紫外线）而闻名。

研究负责人、生物化学家罗伯特·斯扎布拉在加拿大光源研究机构的一份声明中表示：“这就像一个NFL球员没有头盔或护具打每一场比赛。他在每场比赛中都会脑震荡并多处骨折，但像奇迹般地在一夜之间完全康复，并能在第二天的训练中站起来。”斯扎布拉及其同事发现，DdrC在这种自我修复过程中发挥了关键作用。

蛋白质如何修复DNA损伤

这种蛋白质沿着DNA寻找断裂点，一旦发现，就像捕鼠器一样迅速捕捉住。斯扎布拉解释道，这种捕捉机制有两个重要功能：“它会中和损伤，防止断裂进一步恶化。同时，它像一个小型分子灯塔，向细胞发出信号：‘嘿，这里有损伤，过来修复它。’”

新蛋白质可多次修复损伤

每个细胞都有一个DNA修复机制来修复损伤。斯扎布拉表示：“如果人类细胞的基因组中有超过两处断裂，它就无法自我修复并会死亡。但DdrC这种独特的蛋白质可以帮助细胞将数百个断裂的DNA片段修复成一个连贯的基因组。”

DdrC的最佳特性可能是它相当独立，无需其他蛋白质的帮助就能完成任务。研究人员还推测，这种蛋白质理论上可以被引入其他任何生物体。

为了验证这一点，研究人员将这种蛋白质引入大肠杆菌中，发现它们对紫外线损伤的抵抗力显著增强。斯扎布拉解释说：“令我们非常惊讶的是，这种蛋白质使细菌对紫外线损伤的抵抗力提高了40倍。看来这种蛋白质确实是一台独立运作的机器。”

采用先进技术进行研究

除了实验室的实验，斯扎布拉及其团队还利用了位于加拿大萨斯卡通的加拿大光源（CLS）中的辐射技术，这是一种同步加速器，能够产生电磁辐射，精确分析样品。研究人员利用这种先进技术确定了该蛋白质的3D形状，并从该形状反推，进一步理解了这种蛋白质的“超能力”——中和DNA损伤。

研究人员表示，如果这种蛋白质能够激活细胞的DNA修复机制，那么它未来可能会被应用于基因工程，例如帮助开发癌症疫苗或抗气候变化的植物。然而，要实现这些目标，仍需进行大量研究。

斯扎布拉总结道：“DdrC只是这种细菌中可能有用的数百种蛋白质之一。下一步是更深入地研究，找出这种细胞还使用了什么工具来修复它自己的基因组。我们肯定会发现更多尚未了解其功能或用途的工具，直到我们进一步研究它们。”

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这项研究发现的“DNA损伤修复蛋白C”（DdrC）为抗击癌症提供了新的可能性，尤其是在德国等国家，科学界一直在努力寻找新的癌症治疗方法。DdrC蛋白质不但能够修复受损的DNA，还可能被应用于提高农作物的抗逆性，这对农业生产也具有重要意义。

对于德国的科研环境，DdrC蛋白质的研究可以推动生物技术和医学领域的发展。德国的生物技术公司和学术机构可以利用这一发现，进行更深入的研究，探索其在癌症疫苗开发和基因工程中的实际应用。此外，德国的农业科研机构也可能会对这种蛋白质感兴趣，以提高作物耐逆性，从而适应气候变化带来的挑战。

然而，要实现这些潜在应用，还需进行大量的实验研究和临床试验。此外，考虑到伦理和安全性问题，相关的研究需要遵循欧洲严格的科研法规和标准。因此，在德国推动这一新发现的应用将需要跨学科的合作与持续的努力。
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