The Effect of Calorie Restriction on the Genome Stability in DNA Repair Defective Cells

能量限制（CR）是指在提供生物體適量的營養下，限制每日攝取得總熱量。過去實驗發現能量限制能夠延長從酵母到靈長類動物的平均最高壽命，也延緩或降低多種老齡相關疾病如腫瘤、心血管疾病、2型糖尿病等。錯配修復（MMR）和雙鏈斷裂修復（DSB）的系統是修復DNA主要途徑，其功能主要是維持細胞基因穩定性。過去研究發現當人體的DNA修復途徑失活，它會導致癌症發生。其中包括遺傳性非息肉病性結直腸癌（HNPCC），成人型早老症（Werner syndromes）以及布隆氏症候群（Bloom syndromes）。本實驗利用酵母菌為實驗模式，探討能量限制對DNA修復缺陷細胞（msh2△, msh3△, sgs1△）基因穩定性之影響。首先，DNA修復缺陷細胞培養在正常培養基（2.0％葡萄糖）和能量限制培養基（0.5％葡萄糖）。之後，以細胞突變率分析（CANr, HOM+,LYS+）檢測細胞的基因穩定性。結果發現，能量限制能夠延長正常以及DNA修復缺陷細胞的壽命。此外，能量限制顯著降低msh2△（HOM+，2.7 x 104倍）；msh3△（HOM+,2.4 x 106倍以及LYS+, 1.4 x 106倍）以及 sgs1△ (HOM+，2倍以及LYS+，2倍)突變率。在正常培養基培養下，DNA修復缺陷細胞（msh2△, msh3△, sgs1△）出現有老化後再生的現象。然而，此現象卻不在能量限制的情況下發生。因此，本實驗發現能量限制能夠維持DNA修復有缺陷細胞基因的穩定。在能量限制的情況下，實驗也發現它能讓活性氧自由基（ROS）處於低產量以及讓細胞處於靜止型態。因此，我們相信細胞在能量限制下可能透過抑制Ras-cAMP/PKA，SCH9路徑或讓細胞處於靜止型態下延長壽命以及維持細胞基因的穩定