怎么看待发现人体内也含有可以进行逆转录的酶的论文？ 第1页

正常现象。人们已经在基因工程改造的酵母细胞中证明“根据 RNA 修复 DNA 的机制”之存在^[1]，只是在这项研究之前没有在哺乳类体内试验过。

题目给出的文章谈这件事“挑战”中心法则，可能是受到数天前国外文章的误导^[2]，搞错了中心法则的内容。

• 克里克在 1957 年提出了中心法则的最早表述，在 1958 年发表^[3]，在 1970 年整理得更加简洁^[4]，强调遗传信息不能从蛋白质传递到其它蛋白质或核酸。
• 沃森一度错误表述过中心法则，引起了广泛的误解和混乱。
• 中心法则认为遗传信息在 DNA、RNA、蛋白质之间的传递有三种一般情况（DNA 到 DNA，DNA 到 RNA，RNA 到蛋白质，可以发生在大多数细胞中），三种特殊情况（RNA 到 RNA，RNA 到 DNA，DNA 到蛋白质，只在特定条件下发生），三种“未知”情况（蛋白质到蛋白质，蛋白质到 RNA，蛋白质到 DNA，在提出这套假说的时代还没有观测到）。

哺乳动物细胞有 14 种已知的 DNA 聚合酶，其中只有三种负责复制整个基因组来支持细胞分裂。其余 11 种 DNA 聚合酶，包括题目这篇文章谈到的聚合酶 θ，主要参与 DNA 链断裂或出错时的检测和修复。

此前，人们知道哺乳动物细胞有至少三种途径修复断裂的 DNA 链、提高基因组稳定性：

• 非同源末端连接；
• 同源重组；
• 微同源介导的末端连接。

聚合酶 θ 是 DNA 聚合酶-解旋酶融合蛋白，在细胞内的已知功能是促进微同源介导的末端连接，但在执行该功能时经常出错，并有一个非活跃的校对域，这项特征与逆转录酶相似。研究人员推测它可以执行逆转录酶的功能，并设计实验进行验证。

实验显示，聚合酶 θ 在根据 RNA 模板制造 DNA 时的出错率会比根据 DNA 模板制造 DNA 要低，催化前者的效率比后者高，前者的反应速度接近 HIV 使用的逆转录酶。这似乎建立在聚合酶 θ 非凡的结构可塑性上，它可以改变结构来有效对应多种模板，可以在其活性位点内容纳完整的 RNA-DNA 杂交体，这是 HIV 使用的逆转录酶所不具备的特性。

研究人员由此推断聚合酶 θ 在哺乳动物细胞内可能参与 RNA 介导的 DNA 修复，并在小鼠身上进行了实验验证。结论是，聚合酶 θ 能在小鼠体内参与 RNA 介导的 DNA 修复。这项功能也许可以对策“在 DNA 链里混入 RNA 的错误”，提高细胞对这种错误的耐受性。

人体内有聚合酶 θ，你可以推测它能在人体内发挥逆转录功能。当然，这件事还没有在人体内实验验证。

聚合酶 θ 在癌细胞中大量表达，可能发挥其功能促进癌细胞的生长，可能关系到癌细胞对涉及已知 DNA 修复机制的药物的耐药性。下一步可以进行相关研究，看看聚合酶 θ 是否有必要作为抗癌药的新靶点。

如果读者喜欢挑战中心法则的话：

蛋白质自我复制：

2018 年，苏黎世联邦理工学院的研究人员实验证明，短链淀粉样蛋白结构可以指导氨基酸去构建更多的淀粉样蛋白^[5]。该团队设计了一系列肽序列来代替 DNA 引物链，将它们与氨基酸和一些起辅助作用的化学物质混合起来。比较这些混合物与没有此种引物的对照组，可以明确证实短肽作为引物的功能。

蛋白质可以指导 DNA 合成：

Rev1 DNA 聚合酶可以以自身为模板在复制链上加一个胞嘧啶，不管有没有鸟嘌呤。Rev1/Polζ 复合物通过直接参与断裂 DNA 修复和泛素化修饰阻断跨损伤 DNA 合成来保持基因组稳定。这其实就是科幻小说谈了几十年的“纳米机器人修复受损 DNA”，只不过可控性远低于预期。这是第一次发现蛋白质可以作为合成 DNA 的模板。

Rev1 在人体内也是存在的，可能与多种癌症有关。它比聚合酶 θ 更能挑战中心法则。

朊毒体没有改变其它蛋白质的分子序列，虽然也经常被视为中心法则的例外，但并不那么严峻。

参考

1. ^ O. M. Mazina, H. Keskin, K. Hanamshet, F. Storici, A. V. Mazin, Rad52 inverse strand exchange drives RNA-templated DNA double-strand break repair. Mol. Cell 67, 19–29.e3 (2017)
2. ^ https://www.scienceboard.net/index.aspx?sec=ser&sub=def&pag=dis&ItemID=2839
3. ^The Central Dogma. This states that once "information" has passed into protein it cannot get out again. In more detail, the transfer of information from nucleic acid to nucleic acid, or from nucleic acid to protein may be possible, but transfer from protein to protein, or from protein to nucleic acid is impossible. Information means here the precise determination of sequence, either of bases in the nucleic acid or of amino acid residues in the protein. https://wellcomecollection.org/works/z3d5fnyg
4. ^The central dogma of molecular biology deals with the detailed residue-by-residue transfer of sequential information. It states that such information cannot be transferred back from protein to either protein or nucleic acid. https://doi.org/10.1038%2F227561a0
5. ^ https://doi.org/10.1038/s41467-017-02742-3