每个人的生活环境中都会出现一些低水平的致癌物，也就是促进癌症形成的物质或辐射。已经发现的最广泛物质之一是苯并芘（benzopyrene），这是一种常见的化学污染物，存在于诸如木炉，排烟，烧烤的肉和鱼等炉灶的烟气中，其致癌的原因是苯并芘的一种活性成分：BpDE可直接破坏DNA序列，形成所谓的DNA加成物（adduct），进而促进致癌突变。

一项新的英国研究发现了环境中致癌因子如何激活DNA中基因重组背后的新机制，这一新见解可以帮助解释致癌因子的影响，并预测哪些个体可能更容易被这些因子影响，患上癌症。

这一研究发现公布在Nature Communications杂志上。

尽管之前已有模型显示BpDE如何导致DNA发生突变，但具体的途径，科学家们仍不清楚。目前认为，BpDE加成物在DNA合成过程中引起突变，是因为它们激活了一种称为跨损伤DNA复制（Translesion Synthesis)的过程，在这种过程中，尽管存在未修复的损伤，细胞仍可以复制DNA，从而允许复制叉继续前进，诱导突变。

但是，研究证据还表明，另一个称为同源重组（HR）的过程通过复制基因组的其他未损坏部分而起作用。HR蛋白修复复杂的DNA损伤，例如DNA链断裂和链间交联，并保护和恢复停滞或断裂的复制叉。

最新研究先用BpDE处理了人类细胞系，然后利用如显微镜之类的分子生物学方法进行分析，研究同源重组途径的具体细节，结果他们发现HR由BpDE加成物的异常机制推进，这个过程即使是没有停滞或折叠的复制叉，也可以激活。而且可以在DNA的单链缺口处被激活，该缺口是由primpol（人类pRIMpOL基因编码的蛋白质）的重新启动产生的。

这些发现还解决了一个长期存在的问题，在庞大的DNA加成物上，姐妹染色单体（由染色体的DNA复制形成的相同拷贝）与HR产物之间的交换，实际上是由​​复制叉塌陷和DSB修复连接的，这个过程与复制后间隙修复有关。此外，这些复制后的缺口是由primpol产生的，表明了DNA损伤耐受期间primpol发挥了作用。

来自伯明翰大学癌症与基因组科学研究所的Eva petermann博士说：“我们的研究揭示了苯并芘对细胞影响的新见解，这对于理解癌症的总体环境原因和总体癌症发展至关重要。了解这种机制可以帮助更好地预测和检测污染的负面影响，更好地解释癌症基因组学，例如，HR基因BRCA2和RAD52的遗传变异对肺癌易感性很重要，这意味着了解HR如何帮助细胞处理苯并芘，有助于我们预测可能易患人群。”

“研究此类遗传变异对HR的ssDNA缺口的影响非常重要，研究也提出了pRIMpOL变异在癌症中可能发挥潜在作用，还有助于预测哪些个体对致癌物的接触更敏感。”

（生物通）

原文标题：

primpol-dependent single-stranded gap formation mediates homologous recombination at bulky DNA adducts