UNC医学院生物化学和生物物理学实验室的Sarah Graham Kenan教授发明该技术。 在“美国国家科学院院刊”上发表的一项研究中，Sancar及其研究小组开发了一种新型技术，用于在基因组水平查找正常DNA损伤后的修复位点。科研人员用这种技术来描述主要化学致癌物-苯并[a]芘（benzo[α]pyrene）所引起的DNA损伤。

Sancar说：“苯并[a]芘是一种致癌物，占美国癌症死亡人数的百分之三十以上，目前我们已经得到一个苯并[a]芘造成DNA损伤的位点图。”

像这样的损伤位点图可以帮助科学家更好地了解吸烟引起的癌症是如何产生的，为什么有些人更容易受到癌症的侵害以及如何预防这些癌症。Sancar也希望提供这样一个明确而具体的证据-即吸烟在细胞水平造成巨大损伤的证据，以此来劝解吸烟者戒掉吸烟这个习惯。 美国约有4000万吸烟者，全球有10亿人。

Sancar指出：“如果这有助于提高对吸烟有害的认识，那将是很好的，如果我们知道整个基因组中DNA损伤位点是如何被修复的，那么这对药物开发者来说也是有帮助的。”

BaP：地球顶级化学致癌物

苯并[a]芘（BaP）是一种结构简单富含碳的碳氢化合物，属多环芳烃族的成员。它是有机化合物，如烟草植物燃烧的副产品。从森林火灾到柴油发动机以及烧烤炉的日常燃烧，都将大量的BaP投入到空气，土壤和食物中。但是，日常生活中没有任何东西比点燃的香烟更有效地将BaP送入人体组织。

通常，当有毒碳氢化合物通过呼吸或进食进入人体时，我们血液中的酶将其分解成更小、更安全的分子。对于BaP也是如此，但保护性反应也产生称为苯并[α]芘二醇环氧化物（BPDE）的化合物，其比BaP本身更糟糕。

BPDE与DNA发生化学反应，在DNA碱基鸟嘌呤处形成非常紧密的结合。这种结合意味着基因不能在细胞分裂过程中正常复制而产生蛋白质。这种情况一旦发生，可能会导致疾病。

展望

在2015年和2016年发表的研究中，Sancar及其同事利用该技术的早期版本来绘制另外两种类型的DNA损伤：一种由紫外线照射，另一种由普通化学药物顺铂引起。这些测绘研究需要一个额外的化学步骤：在对其进行测序之前，从DNA片段上去除损伤，因为结合物的存在测序过程所需的DNA酶不能顺利的进行反应。相比之下，新技术采用具有维度的“translesional”酶，即使当存在庞大的BPDE加合物时，它也可以继续读取DNA链。

“这种新方法可以应用于涉及核苷酸切除修复的任何类型的DNA损伤。”Sancar说。

Sancar及其同事正在使用新技术来绘制与其他环境毒素相关的DNA损伤修复位点图。他们的下一个项目将聚焦在黄曲霉毒素。这些毒素会损害DNA，是发展中国家肝癌的主要原因。

研究人员还在进行更多的研究，发现影响DNA修复发生的因素。为了做到这一点，他们需要在基因组本身上映射实际损害位点，而不仅仅是在修复期间被删除的损伤位点。

Sancar强调：我确定所有这些信息将会有助于更好地了解某些人易患癌症的原因，哪些吸烟相关的突变与肺癌发生密切相关。反过来，这将大大推进更多靶向治疗手段的发展。

原文：Wentao Li el al., "Human genome-wide repair map of DNA damage caused by the cigarette smoke carcinogen benzo[a]pyrene,"PNAS(2017).www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1706021114