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科学家发现细胞运动在癌症中的作用

犹他州的科学家发现了一种关键细胞机器的新功能,该机器调节基因包装并在20%的人类癌症中发生突变。这项研究今天发表在“分子细胞”杂志上。

基因是细胞DNA的片段,基因包装称为染色质。当基因未激活时,将其紧密包装,然后在需要打开基因时,通过染色质重塑机将其解包装。染色质调节器中的突变是癌症和其他人类疾病的重要驱动力,因为突变的染色质调节剂不正确地解包和表达基因,从而破坏了正常细胞的生长,特性和发育。

染色质重塑机一直是研究的主要作者布拉德·凯恩斯(Brad Cairns)的长期研究重点,他于1996年发现了第一台染色质重塑机。凯恩斯(Cairns)是Huntsman Cancer Institute(HCI)的科学家,也是肿瘤学教授和肿瘤学系主任犹他大学(U U)。凯恩斯实验室致力于了解染色质如何影响人类和其他生物体中的基因表达,并为细胞生长,特性和发育提供指导。这项工作的一个重要方面是更好地了解染色质在癌症和其他疾病中的作用。

染色质的主要成分是核小体,它类似于将DNA像字符串一样包裹在珠子上的珠子,这解释了为什么在强大的显微镜下染色体看起来像字符串上的珠子一样。凯恩斯和他的同事们想知道这些珠子如何沿着DNA移动或从DNA中去除,从而解包并暴露基因。先前的工作表明,染色质重塑机具有类似电机的组件,可沿DNA驱动机器,破坏核小体珠。用于细胞运动的燃料称为ATP,一种在细胞中产生的化学物质。正确调节后,电动机可确保正确包装正确的基因。但是,当电机调节不当时,错误的基因将被拆开包装,从而导致癌症或发育不良。

凯恩斯的团队想了解机器的电机是如何调节的。“这些确实是机器:它们包含一个'油门踏板'和'离合器',它们共同控制电机是否以及如何沿着DNA移动机器。这份新论文显示了油门踏板和离合器正好位于电机上,并且致癌突变位于离合器和油门踏板本身,使运动过度活跃,并在不应该的时候解开基因。” 这项工作揭示了单元中的因素如何激活机器以在正确的时间和地点进行工作。

Cairns和他的同事使用了COSMIC癌症数据库(世界上最大的癌症基因组数据库)中有关人类肿瘤突变的数据,来研究称为BAF / PBAF的人类染色质重塑机器。BAF / PBAF在包括胰腺癌,胃癌和黑色素瘤在内的所有人类肿瘤的20%中发生突变。他们使用酵母作为模型系统研究了这些人类突变。这项分析揭示了一个结构枢纽,该枢纽告诉马达何时接合(离合器)以及沿着DNA(油门踏板)运行的速度(移动核小体并打开其激活基因)。值得注意的是,研究小组在轮毂区域发现了一系列癌症突变,这些突变调节着运动活动,从而确保了核小体的正确运动或去除以及正确的基因表达。染色质。研究小组的发现揭示了健康细胞的关键调控行为,并解释了一系列致癌突变如何促进癌症。

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