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2004年，諾貝爾化學獎授予了三名科學家，以表彰他們發現了“泛素介導的蛋白降解”這一重要生物學機制。上面這串文字雖然看似復雜，但卻很好理解：如果把蛋白比作是細胞內的快遞包裹，“泛素”就是包裹上的特殊二維碼。當細胞“掃”到這個二維碼，就會降解相應的蛋白，維持細胞內的動態平衡。
正是由于泛素化在蛋白質平衡中的作用太過關鍵，許多研究泛素的學者往往只將注意力集中在了蛋白質上。但來自哈佛大學醫學院的魏文毅教授課題組則成功跳出了思維框架的限制。他們發現，DNA竟也能與泛素結合，且對于DNA的修復有重要意義。這一刷新認知的發現刊登在了《科學》子刊《Science Signaling》上，并得到了《科學》的特別介紹。
他們是怎么發現泛素還和DNA有關的呢？這還要從DNA的修復說起。我們知道，DNA存儲著我們的遺傳信息，一旦DNA出現損傷而得不到及時修復，就有可能引起癌癥等嚴重后果。目前，科學家們已經發現，在DNA斷裂處，會出現多聚泛素鏈的積聚，而缺少這些泛素則會導致DNA損傷修復出現缺陷。
“然而到目前為止，泛素化被認為只參與蛋白修飾，以調控蛋白降解，或是蛋白與蛋白的相互結合，”研究人員們在論文里寫道：“我們好奇多聚泛素鏈能否執行和蛋白無關的其他功能？如果能，它又是怎么起作用的？”
為了回答這些問題，研究人員們首先檢測泛素蛋白能否與DNA直接結合。一系列實驗表明還真能！而且，研究人員們還做出了一個非常有趣的發現：僅有一類多聚泛素鏈能與DNA結合。此類泛素鏈是由賴氨酸-63（K63）相連形成的。
這就引申出了下一個問題，為啥只有這一種泛素能結合DNA？它究竟對DNA有怎樣的影響？后續研究表明，一旦K63相連的泛素鏈出現突變，削弱了與DNA的結合能力，DNA受損處的多聚泛素鏈水平就會下降，對DNA的修復產生不利影響。作者們在論文中指出，無論是在酵母細胞，還是在哺乳動物細胞里，此類泛素鏈對于DNA的及時修復有著*的作用。
在上文中我們提到，DNA是否能得到正確修復，決定了細胞是否健康。而不少癌癥的病因，正是由于遺傳信息上出現了錯誤。那么，K63相連的泛素鏈，和癌癥是否有著關聯呢？果不其然，在線上的數據庫中，研究人員們從肺癌、黑色素瘤、以及乳腺癌的患者中找到了3個泛素基因里的突變，會影響到其與DNA的結合。這些發現也表明，得到闡明的泛素功能，可能與癌癥等疾病相關。
“我們的研究強調了K63相連的泛素鏈的重要生理作用。與DNA相結合，它能促進DNA的損傷修復。”研究人員們總結道。
這項來自華人學者的研究清楚地表明泛素能結合DNA，也刷新了我們對DNA修復的認知。我們期待這項研究的成果能帶來更多疾病治療上的洞見！
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