DNA如何修復？細胞或將成為關鍵因素

在你的身體中，每個細胞中的每個化學反應程序都由 你的DNA所決定。構成這種雙螺旋的分子排列所含的指 令，告訴你的細胞什麼時候要製造某些化學物質，什麼時候 分裂,什麼時候停止分裂。像癌症這樣的疾病以及通常的 老化，都會牽涉到基因毀損。於是，維持DNA所發出的信 息完整無誤，是每個生命體機能的一個極其重要的部分。

不幸,DNA的重要性卻造成關於這種分子的脆弱性的 一些似是而非的概念。DNA被描述成各種環境力量的被 動受害者,任何這種力量都能摧毀細胞,或許摧毀這些細胞 所屬的器官。但只要稍微想一想演化的本質，就知道重要 性和易受攻擊並不是同一回事。一個生物體的細胞若增長 了修復損傷的DNA的能力，和沒有此能力的競爭對手相 比，就顯然有著生存的優勢。因此，當我們發現人類細胞確 實能做這樣的修復時，應該是毫不意外的。

然而令人驚訝的是,在正常狀況下DNA受損的程度。 在20世紀80年代後期，經過極度敏感的化學測試，科學家 發現，人體內每一個細胞平均每天受到對其DNA的攻擊 有10000次之多。這些損害，有的來自外在環境的影響，但 大部分是由普通細胞新陳代謝的副產品所造成的化學損害。

例如，有個主要"罪犯"就是稱作氧化劑的化學物，是碳 水化合物在細胞中生成能量的正常"燃燒"過程中產生的 （如綠葉菜和其同種的蔬菜包含反氧化劑，這是它為什麼被推崇為抗癌食品的原因之一M因此,正常的細胞是在刀口 上討生活的，它不斷地發生損壞，也不斷地被修復。

科學家觀察到有兩種DNA損傷,各自有其修復機制。 一種是"錯配修復" (mismatch repair),主要是應付在細胞 發生分裂由DNA複製時發生的錯誤。如果你把DNA想 像成一個扭轉的螺旋的雲梯，則分子複製自己的辦法就是 先切斷所有雲梯橫板，然後在細胞材料中找到其欠缺的零 一半而重新組合。另一類錯配是當雲梯的一半在重新組合 時對另一半發生了滑動，因而造成一圈未配對的一半橫板 伸出DNA的側面。還有一類錯配則是找錯了新的半題材 料去組合整個分子。

在配對修復時，似乎有大約半打的基因會製造一些蛋 白質。他們會認出錯誤，並沿著雙螺旋側面切掉錯誤的分 子段。另有少數幾種蛋白質，會監視重建欠缺段落的工作。 如果沒有這些蛋白質，則複製上出差錯的DNA就沒法修 復，錯誤一旦造成,就會延續於未來所有世代的細胞。現在 知道，在製造修復蛋白質的基因上發生的一個缺損,是一種 常見的人類結腸癌的成因。

另一種比較複雜的修復過程"核苜酸切除修復" (nucleotide excision repair),對付的是人體內外的各種諸如 化學物的介質(agent),包括陽光中的紫外線輻射造成在 DNA上的損壞。可以把這想像成一個"萬能修理工人"，能 修復它遭遇的任何一種類似的損壞。

它的基本運作也類似 於錯配修復一偵測到DNA中的故障，將DNA的"雲梯 橫板"剖開，有故障的半邊予以切除,然後找來一股未受損 的分子來與之重新組合，以"治癒"分子。這種過程,應低於 範圍廣泛變種的修復工作——究者到現在還沒有找就沒法修復的DNA損壞，除非是整串分子完全斷裂。但我們 除了知道它的存在以外,關於核苷酸切除修復機制的詳情, 我們則幾乎一概不知。

未來幾年內，我們對細胞如何修復DNA的理解將會 迅速增長。短期內，這會在兩個領域中發生效果。在醫學 上,會有更多因為此機制故障而發生的疾病能被鑑別出來, 診斷性的檢驗（或許進一步治療）會變成你的醫生的技術的 一部分。在公共政策上，理解DNA如何修復，對於環境保 互上的爭論會有巨大的衝擊。到目前為止,每次我們需要 考慮人體接觸到化學品或輻射的風險時，總是要假定沒有 最小的安全劑量——即使最微弱的接觸也會造成細胞損 傷。

因為沒有任何資訊告訴我們，細胞如何應付損傷，所以 這是謹慎的人必須遵守的模式，但必定是過高估計了實際 上的風險。理解複雜的DNA修復過程，就能讓我們判定, 在哪個接融層次以下，普通的修復機制能對付造成的損傷。 把這些資訊納入我們的風險評估裡，就可能大幅度放鬆許 多領域中的控制標準。