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USC科​​学家研究了DNA复制中非常特殊的缺陷的影响

USC研究人员凝视着活细胞的深处,发现了一些令人惊讶的发现:其预防与疾病相关的遗传损伤的系统可能会严重失效,以至没有它,细胞会变得更好。

这是一个自相矛盾的发现,因为它挑战了细胞分裂的微小蛋白质守护者总是提供保护的观点,然而研究表明,有时候,只要做好得好,他们有时就可以让坏事发生。

该发现对治疗癌症具有重要意义。此外,DNA复制中的故障会导致其他遗传疾病,包括先天缺陷,自闭症和神经功能障碍。细胞产生新细胞的能力对于维持组织和器官也很重要。

该研究的高级作者兼加州大学特聘教授Susan Forsburg说:“通常,细胞通过部署称为检验点的监控蛋白来对DNA复制过程中的错误做出反应,这些检验蛋白可识别问题并阻止细胞分裂,从而防止染色体损伤。”南加州大学多尔西费大学文理学院的生物学专业。“这项研究出乎意料的发现是,在某些形式的复制压力下,一个活跃的检查点实际上可以使细胞分裂,从而造成比完全丢失更为严重的损害。”

这一发现发表在今天发表在《分子与细胞生物学》杂志上的科学论文中。

调查DNA复制问题的后果

这是对细胞如何运作,如何分裂形成新细胞以及内置分子检查和平衡如何确保细胞分裂正确发生的原理的基础研究。这是临床医生和转化科学家可以找到更好的治疗疾病的基础。

福斯堡说:“我们对DNA复制中的问题如何导致细胞和人(包括癌症)产生不良后果感兴趣。”

在这项研究中,科学家利用了一种酵母-裂殖酵母(Schizosaccharomyces pombe)-拥有与人类相似的染色体,并使用相同的基因来维持这些染色体。它已被证明是细胞分裂的重要模型。

福斯堡说:“我所用的比喻是比较梅赛德斯和割草机。”“如果您想了解内燃机的基本原理,割草机是梅赛德斯发动机的简化版本。酵母使用与我们相同的基因,我们研究的每个基因都具有与人类相当的基因,几乎所有其中有与癌症有关。”

在这项研究中,科学家们研究了细胞如何响应由称为CDS1的重要基因监督的缺陷。它在DNA复制过程中起着监护人的作用,并且在人类中有一个类似物叫做CHEK1。作为检查点,该基因可确保DNA在细胞分裂之前被顺利复制。通常,当出现问题而阻碍DNA复制时,该基因会阻止细胞分裂,直到它们可以解决问题为止。否则,细胞将分裂而没有正确复制的DNA,这将导致致命的后果。

癌症治疗通常将阻碍DNA复制的药物与阻止检查点的化合物结合使用,例如将肿瘤细胞驱使致死的毒丸。这项研究发现了毒药事与愿违的情况。

福斯堡说:“我们发现,活跃的检查站实际上允许细胞异常分裂。”“出乎意料的是,当我们删除复制检查点时,突变细胞没有分裂,因为另一种损害控制机制开始阻止不必要的细胞分裂。”

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