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DNA復(fù)制停頓地方可能發(fā)生癌變
點擊次數(shù)：515 發(fā)布時間：2014-5-20
人類細(xì)胞每次分裂，必須先復(fù)制出自身46條染色體，作為給新細(xì)胞的一套“指令手冊”。通常情況下，整個程序會自動運轉(zhuǎn)到結(jié)束而不出故障。但偶爾也會有意外，信息沒復(fù)制上又沒有適當(dāng)核對，造成了缺口或斷裂，細(xì)胞就不得不小心地把它們重新連接起來。染色體中某些區(qū)域被稱為“脆弱位點”，更容易斷裂，這些位點也是人類癌癥滋生的地方。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)5月5日報道，美國杜克大學(xué)一個研究小組繪制出了一份綜合的酵母菌基因脆弱位點圖，顯示了這些脆弱位點在基因組中的特殊區(qū)域，而這些區(qū)域正是DNA復(fù)制機(jī)器“運轉(zhuǎn)”變慢或停頓的地方，運轉(zhuǎn)受阻可能是由于某個特殊的DNA序列，也可能是結(jié)構(gòu)性因素造成的。這些發(fā)現(xiàn)揭示了許多固體腫瘤中基因異常的源頭。相關(guān)論文發(fā)表在當(dāng)天的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。
“其他研究局限于只觀察了某個特殊基因或特殊染色體的脆弱位點，”杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子遺傳學(xué)與微生物學(xué)教授托馬斯·皮特斯說，“我們的研究檢驗了全部基因組中的數(shù)千個這種位點，并研究了它們之間有何共同點。”
“脆弱位點”的概念zui早出現(xiàn)在上世紀(jì)80年代，用來描述染色體斷裂，當(dāng)DNA聚合酶分子充滿了哺乳動物的細(xì)胞時，就會看到這種斷裂。這一發(fā)現(xiàn)之后，人們又研究了釀酒酵母菌，發(fā)現(xiàn)特定的DNA序列能讓聚合酶在復(fù)制時變慢或停頓。
在新研究中，皮特斯希望在整個基因組范圍找出“復(fù)制機(jī)”故障和它的基因序列之間的關(guān)系。他先把酵母菌細(xì)胞中DNA聚合酶的水平降低到正常水平的1/10，然后用微陣列或“基因芯片”技術(shù)繪制出DNA片段被重組過的位置，表明該處曾是脆弱位點。
找到這些脆弱位點后，研究小組又花了一年多時間梳理資料，查找同類主題研究，以確定基因組中還有沒有他們不曾發(fā)現(xiàn)的脆弱位點。zui終他們證明，那些阻礙DNA復(fù)制的脆弱位點都與序列或結(jié)構(gòu)有關(guān)，比如一些隱秘片段反向重復(fù)序列、復(fù)制終止信號和轉(zhuǎn)運RNA基因等。
“我們發(fā)現(xiàn)的只是冰山一角——還有許多看不見的機(jī)制，因為連接不是zui重要的。迄今為止，我們尚未發(fā)現(xiàn)任何一個序列單元（sequence motif）能清晰地預(yù)測一個脆弱位點。”皮特斯說，“我認(rèn)為，許多因素都會讓復(fù)制變慢，所以并沒有單一的信號來預(yù)示這種情況一定會發(fā)生。”
此外，皮特斯還發(fā)現(xiàn)這些脆弱位點導(dǎo)致了基因組的不穩(wěn)定，給重新組合、復(fù)制與刪除DNA片段造成混亂，甚至?xí)黾踊蚴フ麠l染色體。
“在全基因組范圍分析這些位點的能力是一項重要進(jìn)步。”埃默里大學(xué)生物學(xué)專家格雷·克勞斯說，“*，許多癌細(xì)胞染色體數(shù)目異常，各種腫瘤中有許多不同的染色體重組，癌細(xì)胞染色體的不穩(wěn)定性可能有多種原因。目前研究表明，固體腫瘤中的染色體重組發(fā)生在脆弱位點，可能是由于斷裂擾亂了復(fù)制