细胞需要“修复中心”来修复严重受损的DNA

哥伦比亚大学的研究人员发现,当细胞不能将受损的DNA转移到细胞核内的修复中心时,DNA修复就会中断。这一结果可能会导致更好的癌症治疗。

哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科医生学院的研究人员说,关于细胞在“修复中心”内修复严重DNA损伤的方式的新发现可能会改善癌症治疗。研究结果如下发表刊登在6月20日的《自然》杂志上。

一个细胞的DNA每天会被破坏10万次,而这种破坏会导致突变,从而引发癌症。

“但是细胞有修复损伤的方法,随着研究人员对这些技术了解得更多,我们也许能够利用它们来开发新的抗癌疗法,”他说Jean Gautier博士他是哈佛大学遗传学与发育学教授癌症遗传学研究所哥伦比亚大学瓦格洛斯内科和外科学院哥伦比亚大学的研究副主任赫伯特·欧文综合癌症中心.基于对DNA修复的研究,被称为PARP抑制剂的药物已经被FDA批准用于由BRCA突变引起的乳腺癌和卵巢癌。

最危险的DNA损伤类型发生在DNA螺旋的两条链都被切断的时候。为了修复损伤,细胞通常会将断裂的DNA末端移动到与其他断裂末端相连的集群中,但这一现象的原因以及发生的过程尚不清楚。

戈蒂埃和他的团队使用小鼠和人类肿瘤细胞来研究断裂的DNA末端在通过同源定向修复途径修复之前是如何移动的。

他们首先发现两种蛋白质——wasp和arp2 /3共同作用,产生肌动蛋白丝,将断裂的DNA末端推入修复簇。已知肌动蛋白丝在细胞质中移动细胞成分。戈蒂埃说:“我们知道肌动蛋白丝也存在于细胞核中,但在我们的研究之前,它们的作用是难以捉摸的。”

当研究人员阻止肌动蛋白丝的形成时,DNA修复减少了大约50%。戈蒂埃说:“这表明,细胞需要这些‘修复工厂’才能使修复过程正常工作。”

戈蒂埃说,这项新发现可能会改善癌症治疗。尽管双链断裂与癌症发展有关,但许多癌症治疗,包括放射治疗,都是通过引起致命数量的DNA损伤导致细胞死亡来起作用的。

“如果我们能更好地了解双链断裂是如何修复的,我们也许能创造出更有针对性的治疗方法,防止肿瘤细胞修复其他致命的DNA损伤。

参考文献

这篇论文题为《核Arp2/3驱动DNA断裂聚类进行同源定向修复》。其他作者:Benjamin R. Schrank(哥伦比亚大学欧文医学中心)、Tomas Aparicio (CUIMC)、Li Yinyin(洛克菲勒大学)、Wakam Chang (CUIMC)、Brian T. Chait(洛克菲勒)、Gregg G. Gundersen (CUIMC)和Max E. Gottesman (CUIMC)。

该研究得到了美国国立卫生研究院的支持(资助P30MCA013696、S10MRR025686、R35MCA197606、P01MCA174653、RO1MGM099481、PHSMGM103314、PHSMGM109824和F30MCA217049)。

作者报告说没有相互竞争的经济利益。