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研究人员发现迁移的光能会导致DNA损伤

紫外线会危害人类遗传信息的完整性,并可能导致皮肤癌。卡尔斯鲁厄技术学院(KIT)的研究人员首次证明,DNA损伤也可能发生在远离辐射入射点的地方。他们用新的结构产生了一个人工模拟的DNA序列,并成功地在30个DNA构建单元的距离处检测到DNA损伤。结果在Angewandte Chemie(DOI:10.1002 / anie.202009216)中进行了报道。

KIT的有机化学研究所的Hans-Achim Wagenknecht教授说:“到目前为止,我们一直认为光能不可能在DNA中传播并造成破坏。” 研究结果发表在Angewandte Chemie并被该杂志评为极其重要,并在该期刊中排名前十。为了进行研究,使用了合成生产的,具有一定结构的修饰DNA。在这个短基因部分的某些点,研究人员插入了黄酮分子作为光能注射器。为了确定在实验中LED产生的UV辐射在何处造成损坏,科学家在距该光注入器一定的距离处插入了一对胸腺嘧啶。胸腺嘧啶是四个核碱基之一,因此是DNA的主要组成部分之一。由光引起的最常见的DNA损伤是由于连接相邻的胸腺嘧啶引起的:由于光能,它们形成了环丁烷嘧啶二聚体(CPD)的固体化合物。

确定了CPD形成的位置后,研究小组成功地证明了光能在30个DNA构件上的迁移,这些构件对应的距离高达10.5纳米。Wagenknecht说:“这一令人惊讶的长距离对于理解DNA光损伤至关重要。” CPD损伤被认为是皮肤癌的分子原因,因为无法再读取或无法正确读取遗传信息。

能量可以迁移多远的问题仍然存在。最重要的是,科学家们想找出光损伤发生的地方。另一个重要方面是作为光注射器人工引入DNA的氧杂蒽酮可能包含在许多常见物质(例如抗生素)中,并可能增加摄入后皮肤的光敏感性。

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