生物学家对解开DNA损伤奥秘的探索

果蝇与人类有很多共同点。这些相似之处帮助艺术与科学学院和生物医学科学研究生院的生物学教授米奇·麦克维（Mitch McVey）和他的同事们发现了更好的治疗方法的线索，这些癌症对目前的疗法产生了耐药性。这些相似之处还表明，临床医生有朝一日可能会预防母亲在怀孕期间服用抗抑郁药的婴儿中先天性疾病的轻微增加。

“果蝇有60-70%的DNA与人类相同，”麦克维说。“它们使我们能够专注于整个生物体中发生的事情，并获得比只使用细胞更好的答案。

癌症试验

当DNA突变导致细胞不受控制地繁殖时，就会发生癌症。但是癌细胞的DNA也容易断裂和突变，所以为了让这些癌细胞增殖，它们必须能够修复它们的DNA。由 BRCA1 和 BRCA2 基因缺陷驱动的癌症依赖于一种称为替代末端连接的特定途径来修复其破碎的 DNA。果蝇严重依赖同样的途径。

在他职业生涯的早期，McVey及其同事发现了一种名为DNA聚合酶θ的蛋白质，该蛋白质在果蝇的替代末端连接中起主要作用。这一发现可能是治疗由BRCA1和BRCA2基因缺陷引起的癌症的关键，这些缺陷通常与某些形式的乳腺癌和卵巢癌有关。此后，其他实验室的科学家已经确定了靶向DNA聚合酶θ的小分子。这些小分子在动物模型中被证明是有效的，现在正在测试作为人类可能的治疗方法。

抗抑郁药与怀孕

果蝇幼虫生长非常迅速，人类胎儿在早期阶段也是如此。McVey和Vannevar Bush生物学教授Michael Levin以及本科生的研究表明，当果蝇幼虫沐浴在抗抑郁药舍曲林（商品名Zoloft）中时，几乎一半的果蝇无法存活。那些发育较慢的翅膀，并且在发育中的翅膀中双链DNA断裂数量是正常数量的三倍，这表明舍曲林可能通过直接破坏胚胎的遗传密码来导致先天性疾病。

这一结果以前从未在实验室或小鼠中生长的人类细胞中出现过。研究人员推测，原因可能是氧化应激， 即存在太多不稳定分子（称为自由基）的状态，没有足够的抗氧化剂来 抑制潜在的损害。研究人员发现，当幼虫同时喂食舍曲林和强大的抗氧化剂维生素C时，几乎所有幼虫 都存活了下来，而且DNA断裂的次数要少得多。

研究人员的下一个目标是了解舍曲林是否以及如何与DNA相互作用造成损害。“结果很有趣，但我们需要更多的研究，然后才有人建议孕妇服用大量的维生素C – 无论它看起来多么无害 – 以降低先天性疾病的小风险，这被认为是与舍曲林相关的，”麦克维警告说。

压力和DNA损伤

麦克维与生物学教授迈克尔·罗梅罗（Michael Romero）和研究生合作，研究测量DNA损伤是否也是评估压力对健康和疾病影响的一种方式。对经历圈养应激源的野生鸟类的研究表明，鸟类的红细胞发生了短期和长期的DNA损伤。麦克维说，问题在于压力是否会导致氧化损伤 – “一件坏事” – 或者细胞是否试图适应作为积极应激反应的一部分。

这项工作为理解压力如何导致DNA损伤和修复，以及该过程是否可能以改善健康为目标，开辟了重要的新途径。