最新研究显示人体细胞可将RNA逆写进DNA

作者:yunmu  于 2021-6-17 06:15 发表于 最热闹的华人社交网络--贝壳村

作者分类:health|通用分类:健康生活

按照DNARNA→蛋白质的中心法则, 人类生命密码是由 4 种碱基组成的DNA支配的。这 4 种碱基通过排列组合,翻译出 64 mRNA结成的密码子。又在这些密码子的指令下,产生出20 多种氨基酸并排列组合构成数亿种不同的蛋白质这些蛋白质有机地结合为生命。

在经典的生物学理论中,尽管有些RNA病毒可将RNA转录为DNA,而在人类等的真核细胞,这是不可逆的。人类DNA聚合酶参与DNA的复制或损伤修复, 以及构建RNA信息,但它的功能是单向的,只沿着DNADNADNARNA的方向起作用,从而防止RNA的信息被逆写回DNA中。

近日, 托马斯。杰斐逊大学的研究人员发表了他们的论文,首次显示 RNA 片段在人类DNA聚合酶θ的帮助下, 可以回写进DNA。如果这被证实是普遍现象,这将挑战或改进DNA中心法则,并可能对生物医学的多个领域产生影响。 

这一发现表明,RNA信息可以用作修复或重写DNA的模板。该大学的Pomerantz团队研究了一种不寻常的DNA聚合酶 - 聚合酶θ(Pol θ)。在哺乳动物细胞中的14DNA聚合酶中,只有3种承担了复制整个基因组的大部分工作,剩下的11种包括聚合酶θ主要参与检测和修复DNA链的断裂或错误。    

虽然聚合酶θ在修复DNA中发挥作用,但它容易出现修补偏差,从而使DNA链产生许多错误或突变。不过,研究人员注意到聚合酶θ的这些坏特性和病毒逆转录酶十分类似。而病毒逆转录酶例如HIV逆转录酶可以将RNA逆转录为DNA

于是,研究人员使用实验比较DNA聚合酶θ与HIV逆转录酶的转录功能。他们的研究显示,聚合酶θ能将RNA信息转化为DNA,并且效果不亚于HIV逆转化酶。聚合酶θ在使用RNA模板转录DNA信息(RNADNA)时,其效率和保真度都比它使用DNA模板来编写DNA信息(DNADNA)明显增加,而引入的错误显著减少。

值得注意的是,在健康细胞中,大多数组织中并不表达DNA聚合酶θ。但是,在癌组织中可见聚合酶θ的高度表达。它可能被用于RNA介导的癌细胞DNA修复,促进癌细胞无止境生长或提升其耐药性。如果进一步了解DNA聚合酶θ后,或许可将它发展为一个潜在的抗癌药物靶点来治疗癌症。

那么这是否意味着接种新冠mRNA疫苗可以改变接种者的细胞核的 DNA?从目前的理论上来说,这是不可能的。 为了让 RNA 分子改变 DNA,必须满足几个条件:它必须进入到细胞核,它必须可能被逆转录,它必须整合到 DNA

新冠mRNA疫苗把指令产生新冠刺突蛋白的mRNA 置于保护 性脂质壳中。当疫苗注射到人体后,它释放出了其mRNA。而mRNA 进入的是细胞的核糖体(ribosomes),然后核糖体rRNA读出mRNA代码中的一系列氨基酸,并把它们拼凑成刺突蛋白。当新冠刺突蛋白从细胞中渗出刺激人体产生抗体时,mRNA也在降解消失。

按照CDC的解释,新冠mRNA疫苗 不会影响我们的DNA或通过任何方式与其互动。mRNA永远不会进入细胞核,而细胞核是我们的DNA(基因物质)被保存的地方“。

当然,要严密关注疫苗出现的任何副作用,即使是罕见的副作用。例如, 在美国新冠疫苗接种人数达1.67亿之际,CDC10日发布美国疫苗不良事件的报说,在接受辉瑞或莫德纳的mRNA疫苗后,有226名接种者出现心肌炎和心包炎,病患大部分已经康复,这些人半数以上年龄在12岁至24岁之间。在日本接种新冠mRNA疫苗1千万人中,类似病况也出现了7例。

Reference

Chandramouly G, Zhao J, McDevitt S, Rusanov T, Hoang T, Borisonnik N, Treddinick T, Lopezcolorado FW, Kent T, Siddique LA, Mallon J, Huhn J, Shoda Z, Kashkina E, Brambati A, Stark JM, Chen XS, Pomerantz RT. Polθ reverse transcribes RNA and promotes RNA-templated DNA repair. Sci Adv. 2021 Jun 11;7(24):eabf1771. doi: 10.1126/sciadv.abf1771. PMID: 34117057.


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