科學家找到 PARP3 DNA 修復機制

在生物體內 DNA 如果受損沒有被妥善修復，很容易產生突變，還可能導致癌症及神經退化疾病在內的各種疾病產生。英國薩塞克斯大學 Keith Caldecott 教授和 Laurence Pearl 教授所帶領的研究團隊，利用英國醫學研究會（Medical Research Council）及癌症研究中心所提供的資金，確認了酵素 PARP3（poly（ADP-ribose）polymerase 3）能夠辨認 DNA 序列受損的部分，並且放出訊號。

在先前的研究中，科學家已經發現 PARP3 酵素和 DNA 修復作用有關，並且能夠幫助基因保持完整，但是 PARP3 酵素如何活化 DNA 修復機制仍然未能掌握。薩塞克斯大學研究團隊結合了跨領域專業知識與技術，終於找出活化 DNA 修復過程中的特定程序。

當 PARP3 酵素位於 DNA 受損的部位時，PARP3 會釋放分子訊號，就像一個標籤一樣標示出 DNA 受損位置。PARP3 所釋出的分子訊號是二磷酸腺苷核糖（ADP-ribose）的化學分子，線狀 DNA 在細胞核中會和許多蛋白質結核緊密纏繞包裹以縮小體積方便保存，這種複合物稱為染色體（chromatin）。研究團隊發現 PARP3 會在其中一種和 DNA 結合纏繞的蛋白質組蛋白中的 H2B 結構上加上二磷酸腺苷核糖分子作為標記，精確指引 DNA 修復系統中的其他酵素，能夠到達 DNA 受損區域並進行修復，保護細胞中的 DNA，減低 DNA 雙股斷裂可能造成的風險。

 研究團隊認為 PARP3 所參與的部分是整個 DNA 修復機制中的關鍵，透過這些研究能夠了解細胞內 DNA 斷裂是如何被偵測、發出訊號並修復。由於 PARP 抑制藥物是目前用來治療卵巢癌及乳癌等遺傳性癌症的新一類藥物，而 PARP3 也是 PARP 抑制藥物的目標之一，這項研究能夠幫助研究人員對這類藥物的運用以及其他特性，有更深一層了解。

這項研究進行超過 4 年，參與的研究人員包括來自英國倫敦帝國學院核磁共振專業背景的 Steve Matthew 教授帶領的研究團隊，薩塞克斯大學 Steve Sweet 研究室具有蛋白質體學背景的成員，樸茨茅夫大學 Alan Thorne 博士染色體生物學專業研究團隊。研究結合的專業領域包括分子生物學、細胞生物學、生物化學及結構生物學。透過這些領域知識，研究團隊才得以了解 PARP3 如何去辨認並且標記受損的 DNA 位置。

這項發現對於日後人們對於細胞保護自身 DNA 完整性機制有著重要意義，有助科學家在未來進行和新的抑制 PARP 抗癌藥物相關研究對其中機制，有更精細了解。