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DNA損傷有時會導(dǎo)致基因突變，引發(fā)許多疾病，包括各種癌癥和神經(jīng)系統(tǒng)疾病。最近，美國猶他大學(xué)的化學(xué)家們設(shè)計(jì)了一種新的方法來檢測DNA化學(xué)損傷。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在十一月六日的《Nature Communications》。

本文通訊作者、化學(xué)教授Cynthia Burrows說："我們更進(jìn)一步了解了導(dǎo)致遺傳性疾病的化學(xué)機(jī)制。我們有一種標(biāo)記和復(fù)制DNA損傷的方法，從而使我們能夠保存‘損傷在哪里以及是什么’的信息。"

本文第一作者、猶他大學(xué)的博士后Jan Riedl說，99%的DNA損傷稱為A、C、G、T的化學(xué)堿基的損傷，可自然修復(fù)。其他的損傷可能導(dǎo)致基因突變，即堿基序列出了錯，并可能導(dǎo)致疾病。這種新方法可以識別和檢測到致病的病變位置。

Burrows說："我們正在努力尋找致使細(xì)胞發(fā)生錯誤和突變的堿基化學(xué)變化。我們這種方法的強(qiáng)大之處在于，我們可以在相同的DNA鏈上，閱讀一個以上的損傷位點(diǎn)。"

化學(xué)家們說，他們的新方法將讓研究人員能夠研究DNA病灶或損傷的化學(xué)細(xì)節(jié)。這樣的病變，如果不自然修復(fù)，隨時間的積累會導(dǎo)致突變，引發(fā)許多與年齡有關(guān)的疾病，包括結(jié)腸癌、乳腺癌、肝癌、肺癌和黑素瘤皮膚癌，動脈阻塞，神經(jīng)系統(tǒng)疾病如亨廷頓病和Lou Gehrig病。

Burrows和同事寫道："這種方法能夠識別損傷出現(xiàn)的化學(xué)特性和位置，這對于確定這些疾病的分子病因，是至關(guān)重要的。"

檢測致病基因損傷的方法
研究人員將發(fā)現(xiàn)病灶的新方法，與其他現(xiàn)有的技術(shù)相結(jié)合。首先，研究人員發(fā)現(xiàn)損傷，并以細(xì)胞自然修復(fù)的方式將其從DNA上切割出來，用所謂的"堿基切除修復(fù)"，英國科學(xué)家Tomas Lindahl因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)獲得了今年的諾貝爾化學(xué)獎。

其次，研究人員將一個"非自然堿基"插在剪斷了的DNA損傷部位，對其進(jìn)行標(biāo)記。猶他大學(xué)的研究人員沒有使用天然堿基對A-T和C-G，而是使用所謂的第三堿基對或非自然的堿基對--由斯克里普斯研究所的化學(xué)家發(fā)明。Burrows說她的研究是這一發(fā)明的第一個實(shí)用使用。

用一個非自然的第三堿基，對具有損傷位點(diǎn)的DNA進(jìn)行標(biāo)記，然后用PCR方法進(jìn)行擴(kuò)增。Burrows說，這項(xiàng)新研究的創(chuàng)新點(diǎn)是，利用堿基切除修復(fù)來剪除損傷，然后在損傷位點(diǎn)插入人工堿基對，從而使我們能夠產(chǎn)生數(shù)百萬個DNA拷貝。

第四，另一個化學(xué)標(biāo)簽，命名為18-crown-6 ether，被貼在所有DNA鏈上的不自然堿基對，然后用Burrows和猶他大學(xué)化學(xué)家Henry White幾年前發(fā)明的一種納米測序法，對它們進(jìn)行讀取或測序。這種測序方法，通過讓DNA鏈穿過一種分子大小的小孔或納米孔，來確定一條DNA鏈上堿基的順序和位置——包括非天然堿基標(biāo)記的損傷部位。