科学家解开染色体复印机的秘密

邓迪大学的科学家们已经解开了一个关于细胞生物学最基本过程之一的谜团，他们希望这一新发现可能有助于有朝一日解决癌症问题。

细胞复制自己的染色体然后制造新细胞的过程对于所有生命都至关重要。染色体包含使我们成为现实的基因蓝图，这些信息必须完美地复制，以便新细胞生存并发挥其功能。当复制过程出错时，它会导致癌症，因为会产生异常细胞。

细胞中的蛋白质结合起来构建了一种称为复制体的分子“机器”，它在复制每条染色体核心DNA的双螺旋中起着至关重要的作用。replisome仅在每个细胞的生命期内构建一次，然后被拆解以确保细胞仅制作每个染色体的一个拷贝。

Dundee生命科学学院的Karim Labib教授和他的同事之前曾在酵母中研究过这个过程，它只是一个细胞，比人体细胞更容易使用。他们现在发现动物的事情更复杂，至少有两种不同的拆卸机制。重要的是，这些过程之一所需的基因在许多人类癌症中丢失，表明可以通过这种方法治疗这些特定肿瘤。

“自从Watson和Crick首次描述DNA结构以来，我们就知道细胞会复制染色体，但我们仍然在研究它是如何工作的，”Labib教授说。

“通过观察与人类遗传非常相似的酵母，我们发现，在染色体被复制后，复制品的许多组成部分中的一个经历了一种称为'泛素化'的变化，这标志着细胞的再循环使得反汇编成为可能。这是一件好事，因为基因研究表明，如果复制品没有被分开但是仍然粘在染色体上，那么这可能会导致严重的问题。

“我们现在发现的是，动物体内不存在标记酵母复制物破坏的机器，因此必须有其它东西驱动这一过程。通过研究一种叫做秀丽隐杆线虫的小蠕虫，我们发现动物实际上有两种replisome dissassembly的不同机制。如果一条路径未能完成其工作，那么第二条路径将作为备份启动。

“这使得特别有趣的是，已知第二种机制所需的基因在多种人类癌症中发生突变，包括一些淋巴瘤，胶质母细胞瘤和骨髓瘤。我们在蠕虫中使用这种基因的工作提出了一种新的方法来治疗相应的人类的癌症。

“如果我们部分地灭活参与第一次或第二次途径的基因以进行复制，那么蠕虫就可以了，但同时抑制两者都是致命的。将这种想法转化为人类，一种抑制第一种途径的药物应该特别杀死缺乏第二条通路的肿瘤细胞，不会伤害身体其他部位。“

这项工作是了解人体细胞核心过程的又一重要步骤，这对于开发治疗疾病的新疗法至关重要。在几乎所有癌症发展的情况下，染色体复制机器的错误可以在早期阶段看到。

“癌症研究的目标之一是了解癌细胞出现问题的正常生物学，因为只有这样我们才能找到更好的方法来杀死癌细胞，而不会伤害我们身体的其他部分，”Labib教授继续说道。“在过去的几十年里，染色体复制领域一直备受关注，因为我们越来越多地了解它的工作原理。

“复制染色体严重导致突变和突变导致癌症。细胞分裂时不应该失去同一性，导致它们脱落并漂浮在我们体内的血液中，并发生淋巴系统转移。

“治疗癌症的挑战是要找到一种方法来杀你的一部分，而不杀死所有的人。我们的目标是要找到化疗杀死的聪明形式的癌症细胞，但不是健康的。问题是，有相同的DNA，如所以我们需要做的就是找出使它们与众不同的东西，并找出我们认为可以找到的任何阿喀琉斯之踵。“

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