科学家利用DNA复制的节奏杀死癌细胞

生物学家利用dna复制的节律来杀死癌细胞

在新出版的研究中,科学家们详细介绍了他们如何操纵节奏脱氧核糖核酸复制,并提出未来如何使用它来杀死癌细胞。

人体细胞分裂并在整个寿命中创造新的细胞。在该过程中,需要稳定的 - 甚至有节奏 - 提供新的DNA构建块以产生新的DNA。现在,哥本哈根大学的研究人员是第一个展示人类细胞如何调节这个过程所以它不会失败并导致疾病。研究人员还展示了如何操纵节奏,并建议将来用于杀死癌细胞的方式。

新DNA在来自称为RNR产生的酶产生的核苷酸的微小建筑物中产生新的DNA。到目前为止,我们尚未完全明白RNR节律以及适当量的核苷酸的存在与DNA复制的速度对齐。

现在,哥本哈根大学健康与医学科学学院的研究人员绘制了核苷酸的流动和调控图。这个过程和DNA复制的节奏是一样的,如果没有,细胞就会调节这个过程,使两者对齐。

“我们可以看到,这些过程遵循相同的周期节律。“我们发现了一种机制,当核糖核酸工厂RNR失去这种节奏时,它会立即减缓dna复制,但在核糖供应变得非常低之前,”诺和诺德基金会蛋白质研究中心执行主任Jiri Lukas教授说。

构建块追赶

由Jiri Lukas和Chunaram Choudhary教授领导的研究小组发现,细胞即使对核苷酸流动的微小变化也会产生反应。如果生产中断,由活性氧(ROS)组成的化学信号就会传播信息,减慢DNA复制的速度。

他们的研究论文;今天发表在《科学》(Science)杂志上的报告称,核苷酸供应和DNA复制速度之间的这种沟通之所以可能,是因为人类基因组中所有积极复制DNA的位点都含有一种名为PRDX2的蛋白质,它能感知这种化学警报。

当这种情况发生时,PRDX2蛋白会从DNA中释放一种名为永恒的加速器,这种释放会减慢细胞处理DNA的速度。较慢的DNA复制使核苷酸的生产赶上并回到DNA合成的相同节奏。正因为如此,几乎总有足够的核苷酸来构建DNA,这对于不出错地复制健康基因组是至关重要的。

高速致癌

这在几种疾病上发现了光线,但与癌症有关尤为重要。研究人员表明,它们可以取消激活将细胞警告细胞产生核苷酸产生问题的化学信号。在这种情况下,细胞不能减慢复制过程,研究人员提出这将妨碍癌细胞的增殖,因为它们特别容易受到高复制速度的影响。

“我们发现癌细胞复制DNA相当缓慢,因为它们有异常的基因组,复制DNA必须克服许多障碍。当我们消除它们缓慢复制基因组的能力时,癌细胞就会死亡,因为它们无法应对DNA模板上太多的肿块,”该研究的第一作者、博士后库马尔·索米亚吉特(Kumar Somyajit)说。

这项研究是由诺和诺德基金会资助的。

出版物:Kumar Somyajit等,“氧化还原敏感的复制体结构改变保障基因组完整性”,《科学》2017年11月10日:第358卷,第6364期,第797-802页;DOI:10.1126 / science.aao3172

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