休斯敦——（2023 年 1 月 6 日）——莱斯大学和田纳西州孟菲斯圣裘德儿童研究医院的研究人员仔细研究了细胞修复断裂 DNA 链的一种方式，并发现了有助于制造特定酶是精准癌症治疗的有前途的目标。

莱斯大学生物科学家 Yang Gao 和 Chuxuan Li。（图片来源：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

与修补轮胎不同，DNA 聚合酶 theta（又名 Pol theta）的工作是修复 DNA 中的双链断裂，桥接悬挂的单链末端并催化断裂处的 DNA 合成，这一过程称为微同源介导的末端加入（MMEJ）。

MMEJ 与其他两个修复 DNA 双链断裂的过程——同源重组和非同源末端连接——互补，但保真度较低，因为 Pol theta 容易发生突变、插入和删除错误。

但其中存在优势：MMEJ 需要 Pol theta 来修复双链。

莱斯大学博士后研究员 Chuxuan Li 通过 FEI Tecnai TF20 低温透射电子显微镜观察分子，这是她研究称为“Pol theta”的 DNA 修复酶的重要工具。该研究可能有助于加强抗癌药物的开发。（图片来源：Gustavo Raskosky/莱斯大学）

Rice 和 St. Jude 的研究人员在《核酸研究》杂志上进行的一项新研究首次揭示了 Pol theta 介导的 MMEJ 的结构基础，展示了其独特的插入环如何在为 MMEJ 修复准备位点时帮助稳定短 DNA 结合。

莱斯大学生物科学助理教授高洋、圣裘德大学结构生物学系助理教授孙继以及博士后研究员李楚轩和圣裘德大学的朱汉文领导了这项研究。

DNA 聚合酶 theta 的结构，它通过桥接悬挂的单链末端并催化断裂处的 DNA 合成来修复 DNA 中的双链断裂（顶部）。来自莱斯大学和田纳西州孟菲斯市圣裘德儿童研究医院的研究人员研究了这种酶在称为微同源介导的末端连接过程中的作用，发现它可能成为精准癌症治疗的一个有希望的目标。（图片来源：李楚轩/高实验室插图）

“当 DNA 断裂时，对细胞来说非常危险，细胞必须立即修复它。”德克萨斯州癌症预防与研究所(CPRIT) 研究 DNA 复制机制的癌症研究学者高说。一次断裂就可以杀死细胞，细胞不想死，尤其是癌细胞。

“最常见的情况之一是患者有BRCA1 或 BRCA 2突变。”他说。当健康时，这些基因会表达 DNA 修复蛋白，但突变会引发乳腺癌。“当患者的这些基因出现问题时，它们无法通过同源重组途径进行修复。他们必须去其他途径。

“八年前人们发现，当他们在正常细胞中敲除 Pol theta 时，它不会成为问题。”高说。“但是，如果这种蛋白质的敲除发生在具有突变体 BRCA1 或 BRCA2 的细胞中，那么这些缺陷可能是致命的。这就是使它成为一个非常有前途的药物靶点的原因。Pol theta 抑制剂不会伤害正常细胞，只会伤害癌细胞。”

他说，基于其他实验室的研究，此类治疗的临床试验正在进行中，但赖斯实验室的研究增加了有关该机制的细节。

李指出，虽然新论文中的实验是针对从亚洲海鲈中提取的蛋白质，但她的工作仍在人类版本上继续进行。

“我喜欢这个项目。”她说。“我认为可以专门针对这种酶做很多事情，因为它是如此独特。我相信会有更多人有动力去研究这种特殊的蛋白质。”

该论文的共同作者是莱斯大学的研究生 Shikai Jin 和本科生 Leora Maksoud，以及圣裘德大学的资深科学家 Nikhil Jain。
该研究得到了 CPRIT (RR190046)、美国癌症协会 (RSG-22-082-01-DMC)、美国国立卫生研究院 (HL143037)、美国黎巴嫩叙利亚联合慈善机构、韦尔奇基金会 (C-0016) 的支持和国家科学基金会通过拨款 (2019745) 给莱斯理论生物物理中心。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。