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Nature:首次实时观察染色体末端修复

2016/10/24 来源:生物通
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导读
本周在《Nature》发表的一项新研究中,资深作者Greenberg和他的同事们首次开发了一个系统,可观察新合成的端粒中断裂DNA的修复,这一研究成果对于设计新的抗癌药物有一定的意义。


维护染色体的两端——称为端粒,可让细胞不断分裂,并实现永生。宾夕法尼亚大学医学院肿瘤生物学副教授Roger Greenberg说:“端粒就像鞋带末端的塑料帽,它们能防止DNA受到磨损。”本周在《Nature》发表的一项新研究中,资深作者Greenberg和他的同事们首次开发了一个系统,可观察新合成的端粒中断裂DNA的修复,这一研究成果对于设计新的抗癌药物有一定的意义。

在大多数癌细胞类型中,端粒通过一种特殊的酶(称为端粒酶)保持不变,这种酶可将重复的端粒DNA序列添加到染色体末端。癌细胞也可以使用第二种方法,涉及DNA修复机制,称为端粒延长(或ALT)。在一般情况下,癌细胞可采取其中任一类型的端粒维护机制,以获得永生。总体而言,约百分之十五的癌症(例如,软骨、骨和脑癌)使用ALT过程用于端粒的延长和维护。

当DNA断裂时,它会触发DNA修复蛋白(如乳腺癌抑制蛋白BRCA1和BRCA2)开始行动,以及其他附着在受损DNA片段上的辅助蛋白。这些蛋白质可伸展DNA,从而使它能够被互补的端粒DNA序列所识别。在一般情况下,这种机制——称为同源重组——发生时,DNA构建块在两个几乎相同的DNA分子之间进行交换。

在目前的这项研究中,该研究小组发现,端粒使用一种独特的修复机制,来制造新的DNA,他们称之为“断裂诱导的端粒合成”。该团队发现,端粒的同源重组不同于其他涉及BRCA1、2和RAD51蛋白的同源重组,这些蛋白在乳腺癌患者以及乳腺癌高风险的人当中是突变的。

Greenberg说:“我们想在癌细胞中停止这个过程,但是,当这个过程正在发生的时候直接跟踪它,一直都是不可能实现的。这是第一次有研究实时跟踪同源重组的所有主要步骤。现在有可能因为我们更深入了解这个过程,就可能干扰这个过程中的不同点,以使癌细胞中的端粒不能持续的延长。这可能会把它们推到细胞死亡的边缘。”

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