5月主題：DNA複製及其做為疾病治療的潛力

DNA複製在演化的過程中保守性高且為生物遺傳的基礎。從原核生物的細菌到真核生物的人類細胞都必須經過DNA複製及細胞週期進而維持細胞的正常生長及增殖。然而DNA複製需要透過非常精密且複雜的機制所調控，一有差錯將會導致基因突變，嚴重者更會導致疾病 [1]。

DNA複製是指細胞以雙股DNA作為模板（Template）於細胞週期S期（S phase）合成子代DNA的過程。剛開始，雙股DNA會被解螺旋酶（Helicase）鬆開成單股DNA，再與新合成DNA形成複製叉（Replication fork），而後續的延長過程（Elongation）還有DNA聚合酶（DNA polymerase）、DNA引子酶（DNA primase）、DNA接合酶（DNA ligase）等蛋白會參與，直到DNA複製結束（Termination）。

事實上，DNA複製的整個過程容易受到阻礙 [2]，而造成這些阻礙的因子被稱為DNA複製壓力（DNA replication stress），例如：DNA傷害（DNA damage）﹑異染色質（Heterochromatin；註一）、與DNA複製無關的蛋白質障礙、非右旋的DNA結構（non-B DNA structures）、以及正在進行轉錄（Transcription）的DNA區域等。因此，DNA複製的過程中遇到這些壓力時，細胞會啟動複製檢查點機制（Replication checkpoint），暫時停止S期，並開始相關的修復機制，而這機制也成為科學家的研究重點。

在本月小新聞主題中，我們將從「DNA複製起始（DNA replication initiation）」、「DNA複製壓力及複製檢查點的調控（DNA replication stress and replication checkpoint regulation）」、「DNA複製及基因體穩定度的關聯（The link between DNA replication and genome integrity）」、以及「DNA複製與疾病的相關性」等觀點介紹近幾年以DNA複製為主軸的研究及該如何利用現有研究成果研發疾病的療法，請各位讀者拭目以待。

        註一：異染色質為一種高度纏繞的DNA結構，使DNA不容易進行複製。

參考文獻：

1. Newlon, C. S. (2007). DNA Replication and Human Disease. Nature Cell Biology, 9(4), 356-356. https://doi.org/10.1038/ncb0407-356
2. Gaillard, H., García-Muse, T., & Aguilera, A. (2015). Replication stress and cancer. Nature Reviews Cancer, 15(5), 276-289. https://doi.org/10.1038/nrc3916

撰文｜蕭皓文
審稿｜黃子瑄