PARP（poly（ADP-ribose）polymerase）家族的酵素在生物体内扮演着十分重要的角色，包括 DNA 修复、细胞凋亡的调控以及维持基因组完整性等机制都和 PARP 酵素有关。而在最新研究结果中，来自英国萨塞克斯大学的研究团队，找出了 PARP 家族中的 PARP3 的酵素加速并帮助 DNA 修复的机制。
在生物体内，如果受损的 DNA 没有被妥善的修复的话就很容易产生突变，还可能因此导致包含癌症及神经退化疾病在内的各种疾病。而来自萨塞克斯大学基因损害与稳定性中心的 Keith Caldecott 教授及 Laurence Pearl 教授所带领的研究团队，利用英国医学研究会（Medical Research Council）及癌症研究中心所提供的资金，确认了酵素 PARP3（poly（ADP-ribose）polymerase 3）能够辨认 DNA 序列受损的部分并放出讯号。
在先前的研究中，科学家已经发现 PARP3 酵素和 DNA 修复作用有关，并且能够帮助基因保持完整。但 PARP3 酵素如何活化 DNA 修复的机制仍然不清楚。萨塞克斯大学的研究团队结合了跨领域专业知识与技术，终于找出活化 DNA 修复作用过程中的特定程序。
当 PARP3 酵素位于 DNA 受损的部位时，PARP3 会释放分子讯号，就像一个标签一样标示出 DNA 受损的位置。PARP3 所释出的分子讯号内容是一种被称为二磷酸腺苷核糖（ADP-ribose）的化学分子。线状的 DNA 在细胞核中会和许多蛋白质结核紧密缠绕包裹以缩小体积方便保存，这样的复合物就叫做染色质（chromatin）。研究团队发现 PARP3 会在其中一种和 DNA 结合缠绕的蛋白质组蛋白中的 H2B 结构域上加上二磷酸腺苷核糖分子做为标记，精确的指引 DNA 修复系统中的其他酵素能够到达 DNA 受损的区域并进行修复，保护细胞中的 DNA，降低 DNA 双股断裂可能造成的风险。
有助抗癌药物研究
研究团队认为 PARP3 所参与的部分是整个 DNA 修复机制中的关键，透过这些研究能够了解细胞内 DNA 断裂是如何被侦测、发出讯号并修复。除此之外，由于 PARP 抑制药物是目前用来治疗包含卵巢癌、乳癌等遗传性癌症的新一类药物，而 PARP3 也是 PARP 抑制药物的目标之一，这项研究将能够帮助研究者对这类型药物的运用以及其他特性有更深一层的了解，在未来研发更好的方式来治疗特定癌症。
这项研究进行超过 4 年的时间，参与的研究人员也包含了来自英国伦敦帝国学院核磁共振专业背景的 Steve Matthew 教授带领的研究团队，萨塞克斯大学 Steve Sweet 的研究室具有蛋白质体学背景的成员的以及朴茨茅斯大学 Alan Thorne 博士染色质生物学专业的研究团队。
带领研究团队进行实验的 Keith Caldecott 教授特别指出这项发现的研究过程中跨领域合作专业的重要性，研究中结合的专业领域包含分子生物学、细胞生物学、生物化学及结构生物学。透过这些领域的知识，研究团队才得以了解 PARP3 如何去辨认并且标记受损的 DNA 位置。
这项发现对于日后人们对于细胞保护自身 DNA 完整性的机制有着重要意义，将有助于科学家在未来进行和新的抑制 PARP 的抗癌药物相关研究对其中机制有更精细的了解。
- Scientists discover how ‘super enzyme’ speeds up DNA repair
（首图来源：shutterstock）
