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Molecular Cell:染色體脆性的新發現



      為什么染色體的某些區域更易受損?這個答案至關重要,因為這種脆性參與了腫瘤的形成。來自法國科學院遺傳與分子細胞研究所(CNRS,法國)的研究團隊部分地揭開了這個神秘的面紗。Laszlo Tora和他的同事們發現,人類最長基因中的破損是由先前被認為在哺乳細胞中不可能存在的現象所導致:2個關鍵性基因進程之間的相互干擾,即DNA轉錄和復制。研究結果發表于12月23日的Molecular Cell期刊上,從長遠來看,這項工作可能引發新的抗腫瘤策略。
      Tora和他的同事從研究大的人類基因(超過80萬堿基)的轉錄著手,這些大基因已知能呈現所謂"常見脆性位點"的DNA損傷。他們推測,既然這些巨大基因的轉錄需要非常長的時間,轉錄過程應該涉及這些脆弱位點的顯現。
      為了檢驗他們的假設,研究者使用流式細胞儀技術,使讓他們能夠根據細胞在細胞周期的各個進程如G1相(基因轉錄和細胞生長)、S相(DNA復制)、G2相(生長及準備細胞分裂)及M相(細胞分裂)對細胞進行分組。似乎巨大基因的轉錄遠遠超過了細胞周期的持續時間,在下一個細胞周期的早期階段G1相或S相才總算完成。這個發現令人驚奇,因為哺乳動物的基因轉錄一直被認為是發生在單個的細胞周期中且主要是在G1相。
      由于復制發生于S相,研究者懷疑轉錄和復制之間的干擾作用可能解釋哺乳動物巨大基因中的破損。他們研究了這些基因的復制過程,最終發現脆性位點區域的復制發生于S相末期,然而這個區域同時仍在在進行基因轉錄!這個發現革新了目前的遺傳學知識,因為當前普遍認為在哺乳動物中基因轉錄和復制是不可以在同一時間發生的。
      該團隊更進一步試圖闡明當復制和轉錄同時發生時,究竟是什么消弱了DNA的穩定性。他們高度關注了在轉錄過程中由DNA和RNA分子雜交形成的持久性的環狀結構,這些DNA/RNA環可能破壞DNA的穩定性,在應激發生時導致DNA的破損。
      這項重大的發現開辟了醫學研究的新視野:這些著名的環狀結構似乎可以作為減少降低基因組不穩定性及腫瘤發生的潛在靶標。


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