DNA可以人工修復(fù)嗎，如何修復(fù)？

DNA人工修復(fù)，聽(tīng)起來(lái)是不是很神奇？我們目前擁有哪些DNA修復(fù)機(jī)制，如何修復(fù)呢？未來(lái)又會(huì)有哪些新的修復(fù)機(jī)制產(chǎn)生？今天來(lái)和大家聊聊。

01已知修復(fù)機(jī)制

首先，DNA損傷修復(fù)機(jī)制大體上研究的比較確切，之前諾獎(jiǎng)提到的三種修復(fù)——堿基修復(fù)，核酸修復(fù)和錯(cuò)配修復(fù)，都是比較基礎(chǔ)的幾種修復(fù)。

大體上，DNA損傷修復(fù)機(jī)制包括以下：

1、光修復(fù)又稱光逆轉(zhuǎn)。這是在可見(jiàn)光（波長(zhǎng)3000～6000埃）照射下由光復(fù)活酶識(shí)別并作用于二聚體，利用光所提供的能量使環(huán)丁酰環(huán)打開(kāi)而完成的修復(fù)過(guò)程 。

2、切除修復(fù)（2015諾獎(jiǎng)）最初在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)，包括一系列復(fù)雜的酶促DNA修補(bǔ)復(fù)制過(guò)程,主要有以下幾個(gè)階段：核酸內(nèi)切酶識(shí)別DNA損傷部位，并在5'端作一切口，再在外切酶的作用下從5'端到3'端方向切除損傷；然后在DNA多聚酶的作用下以損傷處相對(duì)應(yīng)的互補(bǔ)鏈為模板合成新的 DNA單鏈片斷以填補(bǔ)切除后留下的空隙；最后再在連接酶的作用下將新合成的單鏈片斷與原有的單鏈以磷酸二酯鏈相接而完成修復(fù)過(guò)程。從切除的對(duì)象來(lái)看，切除修復(fù)又可以分為堿基切除修復(fù)和核苷酸切除修復(fù)兩類。

3、重組修復(fù)（2015諾獎(jiǎng)）。重組修復(fù)從DNA分子的半保留復(fù)制開(kāi)始，在嘧啶二聚體相對(duì)應(yīng)的位置上因復(fù)制不能正常進(jìn)行而出現(xiàn)空缺,在大腸桿菌中已經(jīng)證實(shí)這一DNA損傷誘導(dǎo)產(chǎn)生了重組蛋白,在重組蛋白的作用下母鏈和子鏈發(fā)生重組,重組后原來(lái)母鏈中的缺口可以通過(guò)DNA多聚酶的作用,以對(duì)側(cè)子鏈為模板合成單鏈DNA片斷來(lái)填補(bǔ),最后也同樣地在連接酶的作用下以磷酸二脂鍵連接新舊鏈而完成修復(fù)過(guò)程。

4、SOS修復(fù)系統(tǒng)是SOS反應(yīng)的一種功能。SOS反應(yīng)是DNA受到損傷或脫氧核糖核酸的復(fù)制受阻時(shí)的一種誘導(dǎo)反應(yīng)。

02具體是怎么修復(fù)的呢？

由于機(jī)理清楚，目前主要的研究集中在2015諾獎(jiǎng)提到的三種修復(fù)上

1、切除修復(fù)和重組修復(fù)，這兩種修復(fù)，可以借助以下方法實(shí)現(xiàn)：

**a、基因重組技術(shù)。**比較傳統(tǒng)，用得較多

b、基因編輯技術(shù)。這是目前最火的一項(xiàng)研究，包括鋅指核酸酶技術(shù)ZFN、TALEN技術(shù)和諾獎(jiǎng)大熱門crispr-cas技術(shù)。

c、化學(xué)藥物。這個(gè)其實(shí)相對(duì)來(lái)說(shuō)更具有可操作性，前二者至少?zèng)]看到在人類的研究，但是不少化學(xué)藥物，特別是植物提取物，可以實(shí)現(xiàn)DNA損傷修復(fù)，比如苯甲酰胺、咖啡堿，還有其他核苷酸衍生物等。

2、光修復(fù)。研究的不是很多，之前的研究主要集中在低等動(dòng)物和微生物中，在可見(jiàn)光（波長(zhǎng)3000～6000埃）可以實(shí)現(xiàn)修復(fù)，不過(guò)也有在人類的淋巴細(xì)胞和皮膚成纖維細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)相應(yīng)機(jī)制。

如果未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)更多的光修復(fù)，比如光譜范圍的擴(kuò)大，以及適用器官的擴(kuò)大，那么說(shuō)不定未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)用光一照，容光煥發(fā)的現(xiàn)象哈哈哈哈。

3、SOS修復(fù)。目前，這項(xiàng)研究在人類中還幾乎為0，人類中可以觀察到，但是不知道如何啟動(dòng)SOS修復(fù)，因此目前的主要應(yīng)用是，如果檢測(cè)到某個(gè)組織發(fā)生了SOS修復(fù)，那么這個(gè)組織可能正在發(fā)生癌變。

期待未來(lái)可以實(shí)現(xiàn)在人體中的SOS修復(fù)，那么這可能是治愈癌癥的根本手段。

03未來(lái)可以幻想的技術(shù)

排名按可能程度由高到低

1，化學(xué)藥物——吃藥

2，基因編輯技術(shù)——打針

3，光修復(fù)——曬太陽(yáng)

4，SOS修復(fù)——我還無(wú)法想象，可能是打針吧

總體上來(lái)說(shuō)，DNA損傷修復(fù)，在機(jī)理完成后，研究進(jìn)展就慢了，畢竟修復(fù)的時(shí)候，一要切實(shí)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)到到底哪里出問(wèn)題了，二要做到精確制導(dǎo)，靶向準(zhǔn)確，不能亂修復(fù)，三要保證修復(fù)效率，實(shí)在難。完成這三項(xiàng)，實(shí)在是難上加難啊。