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医学院菲利普·卡帕诺夫教授团队在国际权威期刊Nature Communications 发表论文
来源: 发布时间:2019年12月23日 08:19 浏览次数:

    近日,澳门新葡亰网站注册医学院菲利普·卡帕诺夫教授团队发布了首个从核苷酸层面揭示人类细胞中单链DNA断裂基因组图谱的新方法——SSiNGLe。该研究以华侨大学为第一单位和通讯单位发表在Nature子刊 Nature Communications(影响因子11.88)上,文章题为“Novel approach reveals genomic landscapes of single-strand DNA breaks with nucleotide resolution in human cells”。

   绝大多数生物的DNA都是由两个长链分子相互缠绕而成,每条链都存储了大量的遗传信息以确保机体正常运作,因此,DNA链的完整性至关重要。在自然复制、翻译、紫外线、毒素等因素作用下,DNA会不断遭受损伤而断裂。这种损伤与人类衰老、癌症和神经退行性疾病等密切相关。DNA断裂可发生在双链或单链上,其中单链断裂是最常见的DNA损伤类型之一。但目前还没有一种技术能够全面精确地一次识别出所有的单链断裂。

   在本项研究中,菲利普·卡帕诺夫教授团队独创性地开展了一系列关于单链DNA断裂检测的研究,成功研发了一种绘制单链DNA损伤的新方法——SSiNGLe(single-strand break mapping at nucleotide genome level),可应用于多种人类细胞类型。该研究发现DNA断裂不是随机分布的,而单链DNA断裂似乎更倾向于发生在基因变异区域。这表明这些断裂的错误修复可能导致突变,从而诱发疾病。如果它们发生在生殖细胞中,甚至可能影响进化过程。该发现具有深远意义——如果DNA断裂倾向于发生在DNA某些区域,并且在压力下不断增加,这意味着压力在一定程度上也决定了DNA变异的发生位置,这一发现可能与抗癌疗法密切相关。通过进一步分析显示,一些抗癌疗法可以显著地改变DNA的断裂模式,并同时导致患者癌细胞和健康细胞的基因突变。

   图1.单链DNA断裂(SSB)检测方法SSiNGLe概述

   此外,研究还发现DNA的断裂位置会随着年龄的增长而变化,在基因和控制这些基因的区域中可发现更多的DNA断裂。研究人员认为,随着年龄的增长,DNA的某些部分会更频繁地发生断裂或修复错误,这很可能是导致衰老的原因之一。因此,断裂位置信息或有可能作为有效预测人类实际年龄的新信息。

图2.单链DNA断裂的多个基因组特征与人类年龄相关

   据先容,这项研究为DNA的生物学过程研究以及衰老、癌症和神经退行性疾病等研究和治疗提供了新方向。

   华侨大学医学院基因组学研究所菲利普·卡帕诺夫教授为通讯编辑,曹慧芬博士为第一编辑,Lorena Salazar García博士为共同第一编辑,福建医科大学附属第二医院吴春林医生以及澳门新葡亰网站注册医学院徐冬旸博士、博士研究生高帆和硕士研究生蔡烨、韩雪儿、王芳、唐露参与了研究工作。福建医科大学附属第二医院、美国迈阿密大学米勒医学院和英国斯特林大学为合作研究单位。该研究得到国家自然科学基金、福建省自然科学基金、泉州市自然科学基金等基金资助。

   文章链接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-13602-7


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