長期以來，核膜被認為只是包裹和保護DNA的一道屏障，上面留有物質運輸所需的通道。南加州大學的研究團隊日前發(fā)現，核膜實際上拯救了災難性的DNA斷裂。研究顯示，異染色質的斷裂鏈被帶到核膜進行修復。相關論文發(fā)表在十月二十六日的Nature Cell Biology雜志上。

細胞核里的DNA以兩種形式存在：常染色質和異染色質。常染色質特別受人關注，因為那里聚集著絕大多數編碼基因。異染色質主要由重復性DNA序列組成，一直被視為“垃圾DNA”而受到忽視。

“現在科學家們開始重視基因組的這一神秘部分，”南加州大學的助理教授Chiolo說。“異染色質有助于細胞分裂過程中的染色體維持，但也對基因組穩(wěn)定性構成了一定威脅。異染色質是推動癌癥發(fā)展的最大動力之一，但它屬于基因組的‘暗物質’，我們才剛開始了解那里的修復機制。”

為了修復頻繁發(fā)生的DNA損傷，細胞配備了非常有效的分子機制。但在異染色質起作用的修復機制非常特別。“重復性序列在DNA修復的時候容易相互重組，”文章的第一作者Taehyun Ryu說。“造成癌細胞中常見的染色體異常。我們一直不清楚正常細胞如何防止這一異常。”

“核膜功能障礙在癌細胞中很常見，”這項研究的領導者Irene Chiolo說。“我們的研究表明，這種功能障礙會影響異染色質修復，進而推動癌癥發(fā)展。”

研究人員在果蠅研究中發(fā)現，異染色質的斷裂鏈會移動到核膜的內壁，在不受干擾的安全環(huán)境下進行修復，避免發(fā)生錯誤的重組。這項研究還解釋了人越老越容易得癌癥的原因：核膜在衰老過程中發(fā)生進程性退化，細胞逐漸失去了抵抗基因組不穩(wěn)定性的屏障。

下一步，研究人員將繼續(xù)探索異染色質斷裂鏈的移動和調控機制，以及核膜修復失敗的后果。他們的最終目標是闡明人類細胞中的核膜修復，并在此基礎上預防核膜故障和癌癥形成。