这项研究现已发表于PNAS，是第一个在顺铂治疗后24小时内在整个哺乳动物基因组中绘制DNA修复的图谱。

该研究背后的研究人员在小鼠基因组中绘制了DNA修复图，确定了特定的基因和时间。

“我们发现，”北卡罗莱纳大学教堂山分校生物化学和生物物理学教授，高级研究作者阿齐兹桑卡尔解释说：“有近2000个基因，其中不同部分在不同时间修复一天，取决于基因。“

对于老鼠来说，健康组织DNA修复最繁忙的时间似乎是在黎明之前和黄昏之前。

 

DNA修复和生物钟

由于他在“DNA修复机制研究”方面的工作而获得 2015年诺贝尔化学奖的Sancar教授认为，我们可以通过更好地了解DNA修复和生物钟如何在整个基因组和各种工作中共同协作来改善癌症治疗机关“。

所有生物体在几乎每个器官和组织的每个细胞内都有特定蛋白质形式的生物钟。

 

编码和控制生物钟蛋白的基因在很多物种中都是相似的 - 从真菌到果蝇，老鼠到人类。

它们调节所有遵循大约24小时日常模式或昼夜节律的生物过程，并且它们对器官和组织的健康功能至关重要。

然而，目前，我们对生物钟基因与其他分子过程（如DNA修复）之间的相互作用知之甚少，因为DNA修复一直在身体内进行，因为它能抵御DNA损伤 - 例如由紫外线引起的损伤。


 

顺铂和时辰疗法

顺铂是一种广泛用于治疗许多癌症的化疗药物，包括卵巢癌，肺癌，膀胱癌，睾丸癌和头颈癌。它通过破坏DNA，破坏DNA修复并导致细胞自杀而杀死癌细胞。

不幸的是，该药物的有用性受到严重副作用的限制，特别是对肝脏，肾脏，大脑和其他神经系统有毒。

研究人员热衷于寻找减少顺铂治疗副作用的方法。追求这一目标的一个相对较新的领域是时间疗法，一种时间给予药物以适应生物钟的方法。

研究表明，时间疗法可以有效治疗诸如癫痫，胃灼热和哮喘等病症。

抗癌药物的时间疗法已经成为几项研究的主题。这些试图确定药物具有最大抗癌效果和最小副作用的最佳时间。

到目前为止，这种“时间疗法”研究的结果令人失望。但桑卡尔教授认为，错误可能在于这些研究采取了“经验性”方法，医生在一天中的不同时间给药，然后注意哪些产生了最佳结果。

考虑到DNA修复的时机 - 癌症和正常细胞中的关键生物过程 - 可能会取得更大的成功。这是桑卡尔教授和同事们决定探索的角度。


 

由两个生物钟引导的基因组修复

在他们的新研究中，他们发现“基因组修复受两个昼夜节律控制。” 一个程序涉及基因的转录，另一个不涉及。

转录是通过将基因组中保持的代码从DNA双螺旋转录成单链RNA而递送至细胞的机制。该代码包含用于制造蛋白质或调节细胞过程的说明。

科学家发现，在黎明之前或黄昏之前，基因转录部分的DNA修复最为活跃，而非转录部分的DNA修复通常在黄昏之前最为活跃。

桑卡教授说，他们仍然有很多东西需要了解生物钟如何与“DNA修复的基本机制”相互作用。

然而，他和他的团队认为，通过优化化疗同时减少副作用，更多关于这种相互作用的知识对于减缓癌症很重要。

“我们的研究表明，当正常的细胞DNA修复处于天顶时，最好给予患者顺铂。”

阿齐兹桑卡教授