EMBO:抑癌基因p53的新功能
日期:2016-01-20 09:18:42
p53抑癌基因是生物體內一種抑制細胞轉變癌細胞的基因,是迄今為止發現的與人類腫瘤相關性最高的基因。除了腫瘤之外,它們在多種疾病中發揮重要作用。最近,來自美國Wistar研究所的科學家表明,著名的抑癌基因——p53,具有新發現的、與端粒相關的腫瘤抑制功能。
當提到與癌癥相關的基因時,沒有哪個基因能夠比p53腫瘤抑制基因的研究更廣泛了,這個抑癌基因是我們遺傳信息的守護者。有超過一半的癌癥都有p53基因突變,這意味著,癌癥要生長和擴散,就必須抑制這個特定的基因。多年來,科學家們一直都在探索這個明星基因的作用。2015年7月份在《Science》發表的一項研究,揭示了p53基因如何殺死并清理細胞的重要機制。同期,約翰霍普金斯大學的研究人員發現,沒有中心粒,大部分細胞就不會分裂,并且他們發現了其中的原因:p53可阻止細胞分裂,同時也監控著中心粒的數目,以防止可能災難性的細胞分裂,該結果發表在了國際知名學術期刊《Journal of Cell Biology》(JCB:抗癌基因p53的新作用)。8月份,St. Jude兒童研究醫院的研究人員發現,腫瘤抑制子p53可以在細胞質中通過一種全新的機制觸發細胞凋亡。這項研究發表在了Molecular Cell雜志上。
p53不能單獨執行保護我們基因信息的作用。端粒——染色體末端的蛋白質結構,保護我們的DNA,就像鞋帶的金屬箍或透明箍——也保護著這些重要的基因信息。然而,盡管p53和端粒提供了相似的益處,但是,這個關鍵腫瘤抑制基因的作用,從來沒有得以恰當地描述,因為它涉及到端粒。
現在,美國Wistar研究所的最新研究表明,p53能夠抑制DNA損傷在端粒上的累積。這是第一次有研究描述p53的這種特定功能,并顯示了這一重要基因的另一個好處。該研究結果發表在了最近的《The EMBO Journal》。
p53基因調節著我們基因組的完整性。當DNA被細胞應激或其他手段破壞時,p53有助于激活某些基因的轉錄,從而有助于控制細胞周期和誘導細胞凋亡,或細胞死亡。
然而,之前的研究顯示,p53可以結合基因組中的許多位點,包括許多負責激活這些調控基因的位點,p53本身有很多不同的結合位點。由于p53和端粒都可以保護染色體,Wistar的研究團隊想關注這些結合位點,以探討這兩者如何比以往認為的更加密切相關。
本文第一作者、Wistar研究所基因表達和調控項目主任、化學生物學和轉化醫學中心主任Paul Lieberman博士指出:“我們認為,p53基因可能負責端粒中一個更直接的保護作用。”
使用ChIP測序——這使得研究人員能夠研究蛋白質和DNA之間的相互作用,Wistar研究所的一個研究小組,確定在了亞端粒中的 p53結合位點。這些片段位于端粒和染色質之間,染色質是存在于我們細胞核中的DNA和蛋白質復合物。
研究人員發現,當p53與亞端粒結合時,該蛋白能夠抑制一個組蛋白修飾的形成,稱為γ-H2AX。當DNA上有一個雙鏈斷裂的時候,該組蛋白在更大的數量上被修改。如果它仍然存在,斷裂則不能修復,因此抑制它的表達就意味著,DNA正在被保存。此外,p53能夠阻止端粒中的DNA降解,從而使它們保持完好,并讓它們更好地保護我們染色體的末端。
Lieberman說:“根據我們的研究結果,我們提出,由p53做出的對染色質的修復,可增強局部的DNA修復或保護。這是p53的另一種腫瘤抑制功能,從而對于這個基因在‘保護我們免受癌癥’的過程中有多重要,提供了額外的框架。”
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