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Nature子刊驚人發現:核膜承擔的重任

日期:2015-11-02 08:58:35

 長期以來,核膜被認為只是包裹和保護DNA的一道屏障,上面留有物質運輸所需的通道。南加州大學的研究團隊日前發現,核膜實際上拯救了災難性的DNA斷裂。研究顯示,異染色質的斷裂鏈被帶到核膜進行修復。相關論文發表在十月二十六日的Nature Cell Biology雜志上。

 

細胞核里的DNA以兩種形式存在:常染色質和異染色質。常染色質特別受人關注,因為那里聚集著絕大多數編碼基因。異染色質主要由重復性DNA序列組成,一直被視為“垃圾DNA”而受到忽視。

 

“現在科學家們開始重視基因組的這一神秘部分,”南加州大學的助理教授Chiolo說。“異染色質有助于細胞分裂過程中的染色體維持,但也對基因組穩定性構成了一定威脅。異染色質是推動癌癥發展的最大動力之一,但它屬于基因組的‘暗物質’,我們才剛開始了解那里的修復機制。”

 

為了修復頻繁發生的DNA損傷,細胞配備了非常有效的分子機制。但在異染色質起作用的修復機制非常特別。“重復性序列在DNA修復的時候容易相互重組,”文章的第一作者Taehyun Ryu說。“造成癌細胞中常見的染色體異常。我們一直不清楚正常細胞如何防止這一異常。”

 

“核膜功能障礙在癌細胞中很常見,”這項研究的領導者Irene Chiolo說。“我們的研究表明,這種功能障礙會影響異染色質修復,進而推動癌癥發展。”

 

研究人員在果蠅研究中發現,異染色質的斷裂鏈會移動到核膜的內壁,在不受干擾的安全環境下進行修復,避免發生錯誤的重組。這項研究還解釋了人越老越容易得癌癥的原因:核膜在衰老過程中發生進程性退化,細胞逐漸失去了抵抗基因組不穩定性的屏障。

 

下一步,研究人員將繼續探索異染色質斷裂鏈的移動和調控機制,以及核膜修復失敗的后果。他們的最終目標是闡明人類細胞中的核膜修復,并在此基礎上預防核膜故障和癌癥形成。

 


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