当核糖核酸（RNA）组分嵌入到含有生物体全部遗传信息的基因组DNA中时，可能导致细胞功能异常。众所周知，DNA中的RNA会扭曲DNA双螺旋结构，引发基因组不稳定并改变DNA代谢，但此前对这些RNA的命运知之甚少。

一项新研究揭示了嵌入基因组DNA中的RNA如何被识别并清除的机制。两种机制——核糖核酸酶H（RNase H）和DNA错配修复系统——协同作用，将RNA组分移除。

美国佐治亚理工学院生物系助理教授弗朗西斯卡·斯托利茨（Francesca Storici）表示：“我们相信这是首项研究证实细胞利用独立的修复途径来移除嵌入染色体DNA中的错配核糖核酸。若未移除，这些RNA可能导致基因修饰。这些结果还强调了一种新的遗传冗余现象：错配修复系统和RNase H两种机制以相互竞争的方式移除错误整合的核糖核酸，从而恢复DNA完整性。”

2011年12月4日，《自然-结构和分子生物学》（Nature Structural & Molecular Biology）期刊提前在线发表了这些研究结果。该研究得到佐治亚癌症联盟、美国国家科学基金和佐治亚理工学院综合生物系统研究所的资助。

斯托利茨与佐治亚理工学院研究生沈莹（Ying Shen）和高景德（Kyung Duk Koh）以及美国埃默里大学病理学和实验医学系教授伯纳德·维斯（Bernard Weiss）合作开展了研究。

斯托利茨说：“我们想理解大肠杆菌（Escherichia coli）和酿酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）如何耐受不同的核糖核酸嵌入到它们的基因组DNA中。我们发现，嵌入DNA中的核糖核酸片段的结构比其长度更能影响其导致基因突变的能力。”

对于双链DNA，当碱基错误配对或一条DNA链上出现一个或几个核苷酸过量或缺失时，就会产生错配。如果错配未得到纠正，将导致突变。

研究人员发现，染色体DNA中单个错配的碱基可被错配修复系统或II型RNase H清除。而错配核糖核酸处于至少四个其他核糖核酸中间时，则需要I型RNase H来清除。

斯托利茨解释道：“我们兴奋地发现，类似错配修复的DNA修复机制能被RNA/DNA错配激活，从而移除嵌入染色体DNA中的核糖核酸。”

研究人员通过寡核苷酸基因矫正检测技术证实，当嵌入DNA中的核糖核酸未被清除时，它们会作为DNA合成的模板，在DNA中产生突变。若同时使错配修复系统和RNase H修复机制失活，核糖核酸导致的基因修饰数量在酵母中增加47倍，在大肠杆菌中则增加77000倍。

众所周知，错配修复系统缺陷会增加患某些癌症的风险。由于错配修复系统从单细胞到多细胞生物（如人类）中高度保守，这项研究新发现的错配修复系统靶向RNA/DNA错配碱基对的功能，可能意味着错配修复系统比人们想象的更为重要。

doi:10.1038/nsmb.2176