能抵擋紫外線  光速修復人體DNA

編譯／高晟鈞

如何觀察微生物、細胞甚至是病毒內部的生化機制、相互作用等，對於開發新的醫學治療方法至關重要。近期，來自波昂大學和瓦赫寧根大學研究中心的生物團隊成功開發一種新的高通量篩選技術，可以縮短觀察分子的過程達五倍，進而能更加深入了解未知的細胞功能。

DNA損傷

當人類的皮膚、眼睛或任何器官長時間暴露在紫外線下時，會導致細胞受損甚至是DNA的突變；嚴重者甚至可能病變為癌症。然而，人類體內細胞具有一定的防禦機制；在面對外在環境壓力時， DNA損傷會進一步激活細胞的修復機制，並盡力搶在細胞分裂與損害擴散前修復DNA的異常。

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追蹤DNA修復的挑戰

但目前尚未有相關研究表明這種細胞修復功能的運作速度，技術難以支撐單一分子的精確追蹤。單粒子追蹤主要是利用螢光物質標記分子，如同在細胞或分子上安裝一盞燈泡一樣，透過特殊的反應物便能使細胞在顯微鏡底下發出不同顏色的光。

接著，透過使用高解析度顯微鏡在一秒內拍攝數百張照片，並觀察分子之間的間隙和單一分子在單位時間內的移動距離，藉此判斷粒子是否在細胞內自由移動或是與其他分子作用。就DNA修復而言，這意味著某些特殊的蛋白酶在何時執行修復作用或是在細胞內自由擴散。

而目前該技術最大的瓶頸在於難以同時追蹤多個分子。如同兩盞燈泡靠得很近，甚至重疊時，兩個分子的光便會互相干擾。因此，生物學家目前必須一個個單獨地研究分子，使得整個研究過程繁瑣且冗長。

分子研究的進展

為了解決這項難題，作者之一的Koen Martens博士創建了一款軟體「TARDIS」（Temporal Analysis of relative distances）來加速識別生物分子途徑中的各種化合物、抗體或基因。

該技術不像先前一樣著重在單一分子上，而是放眼細胞內的整個運動過程，同時檢查所有的分子。TRADIS讓整個測量過程的速度提高了5倍以上，並且不會遺失任何重要資訊。使用TRADIS將能幫助作者更詳細地研究DNA整體的修復過程。

作者Martens博士說 :「我對於不同損傷對於細胞修復的難易度以及特定劑量紫外線或化學物質對DNA的損傷程度極為感興趣。」

資料來源:Scitechdaily

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