夜市
第1楼2007/02/25
译文:
2007年2月16日--科学家首次发现被晒伤的DNA
俄亥俄州大学化学家及其在德国的同事使用一种特殊的仪器在实验室实时地观察到持续地受到损伤DNA链。
他们观察到发生被晒伤的DNA分子上发生系列反应中最普遍的化学反应,并且发现这种反应速度惊人—至少以每皮秒或者每秒百万分之一的速度。
科学家研究紫外线损伤以了解晒伤和疾病如皮肤癌条件下其作用机制。发表在《科学》杂志的新的研究发现表明DNA损伤很大程度上依赖于在紫外线攻击DNA的时候DNA的位置。
俄亥俄州化学系副教授Bern Kohler说紫外线通过增加能量来激发DNA。一些激发态能量状态保持相当长的时间,另外一些可保持较短的时间。该能量通常自然消退对DNA不会造成伤害,但是偶尔它能激发化学反应改变DNA的结构。
学家以前认为DNA受紫外线激发的时间越长,DNA维持损伤的机会越多。长时间的激发状态被认为要比短期的激发态更危险。但是该研究表明最普通的紫外线损伤是由于时间非常短的激发态所导致。
“该反应的速度是理解DNA如何受紫外线伤害重要的原因,”在该研究中,我们没发现任何关于长期的能量状态是DNA受损伤的证据。现在看来最可能的是短期的能量状态引起最普通的DNA损伤。
该DNA损伤由两个胸腺嘧啶形成的两个小的分子间键组成,在该处这两个碱基不会在由成千上万个碱基组成的DNA双螺旋中堆积起来。
DNA使用一些化学反应来修复自己。但是当DNA遭受太大损伤时,它不能正确的复制。受到严重损伤的细胞以简单的方式死亡---晒伤产生的结果。科学家相信长期的损伤将产生基因突变可导致疾病例如皮肤癌。
就该项研究,科学家使用了一种被称作短暂吸收的技术观察DNA损伤。短暂吸收基于分子吸收特异波长的原理,这使得研究者研究发生反应非常快低于皮秒的事件。
他们设计采用了特异的DNA链—为了增加观察临近胸腺嘧啶反应,一条链仅由胸腺嘧啶组成,并且暴露于紫外光下。然后他们记录了产生新的胸腺嘧啶键形成的反应。
Kohler强调,他和他同事检测的DNA损伤是发生在离体的DNA,而不是细胞内的。晒伤是活细胞中由系列的化学反应产生的,因此,该项试验中他们并未观察到遭受晒伤的细胞。
然而,这也是人们首次观察到DNA受损伤后的启始分子事件。Kohler认为该研究结果或许帮助科学家使用新的方式来解决紫外线损伤问题。
他解释说细胞内DNA是动态的,由于具相对的弹性,它们以某种方式可以弯曲或者缠绕。这种弹性也使得在细胞内经常发生正常的化学反应。任何位置每种形态的改变过程需要几个或者几百个皮秒。
该反应速度非常快,但是新的研究也表明紫外线损伤以更快的速度可发生多次。在不必要的键形成的标量时间中,即使快速移动的DNA分子也必须要凝固。
这就意味者无论两个胸腺嘧啶是否受到损伤都要依赖于在吸收紫外线极端短的时间内DNA的位置。当受到紫外线伤害的时候,胸腺嘧啶或者线性排列以正确的方式形成键或者不产生键。
“该新见解可以为什么一些配对的解释胸腺嘧啶要比其他的容易受到损伤,这也表明科学家们通过研究一些因素是如何影响空间上碱基的排列来理解DNA损伤模式。”Kohler说。
“在我们努力研究光损伤的过程中,这项新的研究结果使我们关注点转移到DNA结构上来,DNA吸收光时可产生不同的排列方式。
来自:俄亥俄州大学