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Nature:首次實時觀察染色體末端修復

日期:2016-10-20 09:00:59

 維護染色體的兩端——稱為端粒,可讓細胞不斷分裂,并實現(xiàn)永生。賓夕法尼亞大學醫(yī)學院腫瘤生物學副教授Roger Greenberg說:“端粒就像鞋帶末端的塑料帽,它們能防止DNA受到磨損。”本周在《Nature》發(fā)表的一項新研究中,資深作者Greenberg和他的同事們首次開發(fā)了一個系統(tǒng),可觀察新合成的端粒中斷裂DNA的修復,這一研究成果對于設(shè)計新的抗癌藥物有一定的意義。

 

在大多數(shù)癌細胞類型中,端粒通過一種特殊的酶(稱為端粒酶)保持不變,這種酶可將重復的端粒DNA序列添加到染色體末端。癌細胞也可以使用第二種方法,涉及DNA修復機制,稱為端粒延長(或ALT)。在一般情況下,癌細胞可采取其中任一類型的端粒維護機制,以獲得永生??傮w而言,約百分之十五的癌癥(例如,軟骨、骨和腦癌)使用ALT過程用于端粒的延長和維護。

 

DNA斷裂時,它會觸發(fā)DNA修復蛋白(如乳腺癌抑制蛋白BRCA1BRCA2)開始行動,以及其他附著在受損DNA片段上的輔助蛋白。這些蛋白質(zhì)可伸展DNA,從而使它能夠被互補的端粒DNA序列所識別。在一般情況下,這種機制——稱為同源重組——發(fā)生時,DNA構(gòu)建塊在兩個幾乎相同的DNA分子之間進行交換。

 

在目前的這項研究中,該研究小組發(fā)現(xiàn),端粒使用一種獨特的修復機制,來制造新的DNA,他們稱之為“斷裂誘導的端粒合成”。該團隊發(fā)現(xiàn),端粒的同源重組不同于其他涉及BRCA12RAD51蛋白的同源重組,這些蛋白在乳腺癌患者以及乳腺癌高風險的人當中是突變的。

 

Greenberg說:“我們想在癌細胞中停止這個過程,但是,當這個過程正在發(fā)生的時候直接跟蹤它,一直都是不可能實現(xiàn)的。這是第一次有研究實時跟蹤同源重組的所有主要步驟。現(xiàn)在有可能因為我們更深入了解這個過程,就可能干擾這個過程中的不同點,以使癌細胞中的端粒不能持續(xù)的延長。這可能會把它們推到細胞死亡的邊緣。”

 

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