Molecular Cell:染色体脆性的新发现


      为什么染色体的某些区域更易受损?这个答案至关重要,因为这种脆性参与了肿瘤的形成。来自法国科学院遗传与分子细胞研究所(CNRS,法国)的研究团队部分地揭开了这个神秘的面纱。Laszlo Tora和他的同事们发现,人类最长基因中的破损是由先前被认为在哺乳细胞中不可能存在的现象所导致:2个关键性基因进程之间的相互干扰,即DNA转录和复制。研究结果发表于12月23日的Molecular Cell期刊上,从长远来看,这项工作可能引发新的抗肿瘤策略。
      Tora和他的同事从研究大的人类基因(超过80万碱基)的转录着手,这些大基因已知能呈现所谓"常见脆性位点"的DNA损伤。他们推测,既然这些巨大基因的转录需要非常长的时间,转录过程应该涉及这些脆弱位点的显现。
      为了检验他们的假设,研究者使用流式细胞仪技术,使让他们能够根据细胞在细胞周期的各个进程如G1相(基因转录和细胞生长)、S相(DNA复制)、G2相(生长及准备细胞分裂)及M相(细胞分裂)对细胞进行分组。似乎巨大基因的转录远远超过了细胞周期的持续时间,在下一个细胞周期的早期阶段G1相或S相才总算完成。这个发现令人惊奇,因为哺乳动物的基因转录一直被认为是发生在单个的细胞周期中且主要是在G1相。
      由于复制发生于S相,研究者怀疑转录和复制之间的干扰作用可能解释哺乳动物巨大基因中的破损。他们研究了这些基因的复制过程,最终发现脆性位点区域的复制发生于S相末期,然而这个区域同时仍在在进行基因转录!这个发现革新了目前的遗传学知识,因为当前普遍认为在哺乳动物中基因转录和复制是不可以在同一时间发生的。
      该团队更进一步试图阐明当复制和转录同时发生时,究竟是什么消弱了DNA的稳定性。他们高度关注了在转录过程中由DNA和RNA分子杂交形成的持久性的环状结构,这些DNA/RNA环可能破坏DNA的稳定性,在应激发生时导致DNA的破损。
      这项重大的发现开辟了医学研究的新视野:这些著名的环状结构似乎可以作为减少降低基因组不稳定性及肿瘤发生的潜在靶标。

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