将一个人的DNA完全展开能有多长？竟可以在地球和太阳之间往返300多次。DNA作为人类的重要遗传物质，其完整性和保真性对人类行使正常的生物学功能至关重要。
然而，这无疑是一项艰巨的任务，因为DNA会不断受到遗传毒性因素（外源性和内源性）的破坏。作为一个成熟的DNA，它可以在大多数情况下启动自我修复程序。可一旦修复出现bug，就可能引起突变、细胞衰老或死亡，进而导致多种癌症和神经退行性疾病等的发生[1]。
因此，检测DNA损伤及修复，成为疾病机理研究、药物研发及筛选的重要环节。为此我们精心总结出目前常用的几种检测方法：
01实验室的浪漫：彗星实验（Cometassay）
彗星实验是一种可直接定量检测单细胞DNA损伤的灵敏技术。它是将细胞包埋于载玻片上的低熔点琼脂糖中，裂解细胞后进行电泳，受损的DNA比未受损的DNA更容易迁移。
通过显微镜观察得到的图像神似「彗星」，头部由完整的DNA组成，而尾部由单链（SS）或双链（DS）的受损DNA组成。彗星实验中常用的指标为尾长（taillength）、尾部DNA含量及尾矩（tailmoment），用于衡量DNA损伤的严重程度。
R&DSystems的CometAssay标准化系统提供检测的试剂盒、仪器、软件和辅助产品，以产生高度可重复、一致的实验结果。
为确定DNA的损伤类型，我们常常将使用DNA修复酶的片段长度分析法（FLARE，FragmentLengthAnalysisusingRepairEnzymes）与彗星实验联用，FLARE分析是在检测前即加入DNA修复酶以修复损伤的DNA，通过分析底物特异性来推断DNA损伤的类型。
02双链断裂标志物：γH2AX
组蛋白H2AX在核小体形成、染色质重塑和DNA修复中发挥着重要作用。一旦双链DNA断裂，它在Ser139位点发生磷酸化，成为γH2AX。γH2AX可标记双链断裂的位点，并募集细胞周期检查点和DNA修复因子至损伤位点。
由于γH2AX的水平在双链断裂后数分钟内升高，因而常被用作DNA损伤的标志物。定量检测γH2AX（R&DSystems，货号4418-096-K）表达水平可用于评估DNA损伤程度。
03单链断裂标志物：PAR及PARP
聚腺苷二磷酸核糖聚合酶（PARP）可检测DNA中的单链断裂并启动DNA损伤修复反应。一旦检测到单链断裂，PARP就会与DNA结合并开始生成PAR链，作为其他DNA修复酶的信号。目前对于PARP抑制剂的研究正在不断开展，可作为多种疾病的潜在疗法，包括癌症、炎症、局部缺血和神经退行性疾病等[4-6]。
04氧化DNA损伤：8-oxo-dG与SOD
在损伤、感染和发炎后，许多组织中都会产生活性氧（ROS）和活性氮（RNS）。ROS和RNS引起的氧化损伤被认为是神经退行性疾病、组织损伤、癌症和衰老过程的关键因素。
8-羟基-2′脱氧鸟嘌呤（8-oxo-dG）是DNA氧化的主要产物，当DNA损伤剂诱导其形成后，通过碱基切除修复途径将其从DNA中清除，随后被转运到唾液、尿液和血浆中。因此，8-oxo-dG是氧化DNA损伤和氧化应激的常用标志物。
R&DSystems8-oxo-dGELISA（货号4380-192-K）检测试剂盒采用竞争法原理，可定量检测DNA、血浆、尿液和唾液等样本中8-oxo-dG含量。
超氧化物歧化酶（SOD）是一种金属酶，可将超氧自由基（O2-）催化为过氧化氢（H2O2）和分子氧（O2），为机体抵抗氧化损伤提供了重要的防御力。通过R&DSystemsSOD比色法检测试剂盒（货号7500-100-K）可定量检测哺乳动物细胞和组织提取物中的SOD。
总的来说，对于DNA损伤及修复的研究不仅可以揭开基因组有序运转的奥秘，还有助于继续研发可以拯救生命的治疗方法。选择合适的实验方法完成DNA的「体检」，也成为众多实验室的必备技能。Bio-Techne提供多种DNA损伤检测所需的试剂、仪器、软件，为科研加油助力，现在购买更享惊喜好礼！
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参考文献：
[1].NimratChatterjee,etal.MechanismsofDNAdamage,repairandmutagenesis.(2017)EnvironMolMutagen,58(5),235-263.
[2].Wilk,A.etal.ExtracellularNAD+enhancesPARP-dependentDNArepaircapacityindependentlyofCD73activity.(2020)Sci.Rep.10:651.
[3].Menon,R.etal.SenescenceofprimaryamnioticcellsviaoxidativeDNAdamage.(2013)PLoSOne8:e83416.
[4].ChristopherJLord，AlanAshworth.PARPinhibitors:Syntheticlethalityintheclinic.(2017)Sci.Mar17;355(6330):1152-1158
[5].Leeanne,M.etal.Poly(ADP-Ribose)PreventsPathologicalPhaseSeparationofTDP-43byPromotingLiquidDemixingandStressGranuleLocalization.(2018)MolCell.Sep6;71(5):703-717.e9.
[6].WeronikaWasyluk,AgnieszkaZwolak.Poly(ADP-Ribose)PreventsPathologicalPhaseSeparationofTDP-43byPromotingLiquidDemixingandStressGranuleLocalization.(2021)JInflammRes.May6;14:1827-1844.
[7].Su,C.etal.HypersensitivityofBRCA2deficientcellstorosemaryextractexplainedbyweakPARPinhibitoryactivity(2017)Sci.Rep.7:16704.
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