在苏塞克斯大学进行的一项突破性研究中，科学家们成功识别了一种名为PARP3的关键酶，该酶在加速DNA修复过程中发挥着至关重要的作用。
在人体内，DNA损伤若未能得到及时和有效的修复，可能会导致基因突变，进而增加罹患癌症、神经系统疾病等多种健康问题的风险。
这项研究由苏塞克斯大学“基因损伤与稳定性研究中心”的基思·凯迪克（Keith Caldecott）教授和劳伦斯·皮尔（Laurence Pearl）教授共同领导，研究工作得到了英国医学研究理事会和英国癌症研究所的慷慨资助。
研究团队深入探究了多聚（ADP－核糖）聚合酶3（PARP3）如何精准识别并标记DNA损伤点的分子机制。
尽管先前的研究已经揭示了PARP3在DNA修复过程中的参与及其对维持基因编码完整性的重要性，但其具体如何启动DNA修复过程一直是一个未解之谜。
通过跨学科的紧密协作，苏塞克斯大学的科学家们详细解析了DNA修复过程中的关键步骤：PARP3酶首先定位到DNA受损的位置，随后通过产生“分子信号”来标记这些损伤点。
这些信号的产生涉及一系列复杂的化学变化，包括将一种名为“ADP-核糖”的分子添加到受损的DNA链上。随后，DNA会与多种蛋白质结合，形成染色质结构。
研究结果显示，PARP3酶特别将ADP-核糖分子附加在一种被称为“组蛋白H2B”的蛋白质上。通过这种方式，PARP3酶不仅标记了受损的位置，还将损伤信息传递给专门负责修复DNA的酶，从而保护细胞免受潜在危险基因的影响。
研究人员认为，这一发现为我们揭示了DNA损伤部位如何被检测、标记并最终修复的过程，将极大推动科学家开发针对特定癌症的靶向药物。
PARP3及其超家族中的其他酶有望成为开发PARP抑制剂药物的理想靶点，这些药物可用于治疗包括卵巢癌和乳腺癌在内的遗传性癌症。PARP3酶在促进DNA修复方面的作用，无疑将加速PARP抑制剂药物的研发进程。
这项历时四年的研究项目汇聚了伦敦帝国学院史蒂夫·马修斯（Steve Matthews）组的核磁共振专家，苏塞克斯大学蒂夫·斯威特（Steve Sweet）组的蛋白质学专家，以及朴次茅斯大学艾伦·索恩（Alan Thorne）实验室的染色质生物学专家。
基思·凯迪克（Keith Caldecott）教授作为该项目的负责人表示：“在DNA修复领域的这一发现，充分展示了多学科合作的强大力量，它融合了分子生物学、细胞生物学、生物化学和结构生物学等多个学科的知识。
“正是这种跨领域的合作精神，使我们得以揭示PARP3识别及标示DNA损伤部位的机制。这不仅加深了我们对细胞自我保护机制的理解，也为PARP抑制剂抗癌药物的研发提供了新的方向。”
参考：Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms12404