發現細胞修復DNA機制 美英3學者獲化學獎

今年的諾貝爾化學獎七日揭曉，瑞典出生的英國籍生化學家林達爾、美國的默德里奇和土耳其裔美國人桑賈爾，以研究細胞如何修復受損的ＤＮＡ共同獲獎，均分八百萬瑞典克朗（約台幣三千一百五十萬元）獎金。

 

瑞典皇家科學院表示，三人「繪製細胞如何修復受損ＤＮＡ並保護遺傳訊息的分子圖」，他們的研究提供了活細胞如何運作、人體如何修復會引發疾病和老化的ＤＮＡ突變的基本知識，可用來研發新的抗癌藥。

ＤＮＡ是創造和維持生命的化學密碼。人類的ＤＮＡ每天受到紫外線、自由基和其他致癌物質傷害，在細胞分裂複製ＤＮＡ時，也會產生缺陷。

這些基因物質之所以沒有瓦解，是因為有一些持續監督和修復ＤＮＡ的分子系統。三位得獎者是繪製這些修復系統分子圖的先驅科學家。

林達爾（Tomas Lindahl）率先找出一些「修復酶」，是修復工具箱的基本配備，他發現「鹼基切除修復」（base excision repair）機制，持續制衡ＤＮＡ的毀壞；桑賈爾（Aziz Sancar）發現細胞修復紫外線損傷的「核苷酸切除修復」（nucleotide excision repair）機制；默德里奇（Paul Modrich）展示細胞改正細胞分裂複製ＤＮＡ時發生錯誤的「錯誤配對修復」（mismatch repair）機制，此機制降低複製ＤＮＡ發生錯誤的頻率。

細胞既然能自我修復，人類是否能長生不老？林達爾獲知得獎後表示：「我不相信長生不老。許多ＤＮＡ損害會導致癌症和重病，我們要盡可能反制損害，因此我們先要了解受損的機理。」

許多癌症是因為一種或多種修復系統瓦解所致。桑賈爾受訪時說：「ＤＮＡ修復系統對預防和治療癌症很重要。」土耳其裔的桑賈爾說，這個獎對土耳其很重要，「年輕的科學家需要典範」。

默德里奇得知獲獎消息時正在度假，他曾說，他受到當生物老師的父親鼓勵，父親告訴他：「你應該研究ＤＮＡ。」今年是諾貝爾獎第七次頒給ＤＮＡ研究。

七十七歲的林達爾目前是克利克研究院榮譽團隊負責人和英國克萊爾霍爾實驗室英國癌症研究榮譽主任；六十九歲的默德里奇現任職休斯醫學中心並為杜克大學醫學院教授；六十九歲的桑賈爾現為北卡羅來納大學教堂山分校醫學院教授。

 

化學獎／DNA修復元件失靈 罹癌率增

今年的諾貝爾化學獎是由研究ＤＮＡ修復機制的三位科學家摘下桂冠，人體每天都靠修復系統修理數千個ＤＮＡ損傷，沒有這些修復機制，人體的基因組會瓦解；而修復系統只要有一個元件故障，基因資訊即會開始快速改變，導致罹癌風險增高。

根據瑞典皇家科學院提供的資料，人體的ＤＮＡ修復機制除了鹼基切除修復（base excision repair）、核苷酸切除修復（nucleotide excision repair）和錯配修復（mismatch repair），還有一些其他負責維修的機制，避免人體ＤＮＡ因為陽光、香菸煙霧和其他有毒物質受損後，無法再復原。這些修復機制會不斷修正ＤＮＡ的自發性改變，每次細胞分裂時，錯配修復機制也會糾正上千個錯配。

修復系統只要有一個元件失靈，罹癌機率就會變高。例如核苷酸切除修復過程若出現先天性損傷，人體即會罹患著色性乾皮症，病患對紫外線會變得特別敏感，大量曝曬陽光後即會產生皮膚癌；ＤＮＡ錯配修復機制若有缺陷，罹患遺傳性結腸癌的風險會升高。

許多種類癌症的發生，可能是這些修復系統中的一個或多個部分或完全關閉，它使癌細胞的ＤＮＡ變得不穩定，也是癌細胞經常突變，且對化療產生抗藥性的原因之一。同時，這些生病的細胞也更加仰賴仍能運作的修復系統修復，沒有這些修復，細胞會因ＤＮＡ損壞太嚴重而死亡。

一些研究人員正利用上述這項弱點研發治癌新藥。這些新藥透過抑制剩餘的修復系統，減緩或完全停止癌細胞的增長，抑制劑Olaparib（奧拉帕尼）是其一。

今年化學獎得主的基礎研究，可能因此開發出救命的新藥。套句今年諾貝爾化學獎得主之一默德里奇的話：「以好奇心為基礎的研究重要無比。你永遠無法預知最後結果。」