維護染色體的兩端——稱為端粒，可讓細(xì)胞不斷分裂，并實現(xiàn)永生。賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院腫瘤生物學(xué)副教授Roger Greenberg說：“端粒就像鞋帶末端的塑料帽，它們能防止DNA受到磨損。”本周在《Nature》發(fā)表的一項新研究中，資深作者Greenberg和他的同事們首次開發(fā)了一個系統(tǒng)，可觀察新合成的端粒中斷裂DNA的修復(fù)，這一研究成果對于設(shè)計新的抗癌藥物有一定的意義。

在大多數(shù)癌細(xì)胞類型中，端粒通過一種特殊的酶（稱為端粒酶）保持不變，這種酶可將重復(fù)的端粒DNA序列添加到染色體末端。癌細(xì)胞也可以使用第二種方法，涉及DNA修復(fù)機制，稱為端粒延長（或ALT）。在一般情況下，癌細(xì)胞可采取其中任一類型的端粒維護機制，以獲得永生?？傮w而言，約百分之十五的癌癥（例如，軟骨、骨和腦癌）使用ALT過程用于端粒的延長和維護。

當(dāng)DNA斷裂時，它會觸發(fā)DNA修復(fù)蛋白（如乳腺癌抑制蛋白BRCA1和BRCA2）開始行動，以及其他附著在受損DNA片段上的輔助蛋白。這些蛋白質(zhì)可伸展DNA，從而使它能夠被互補的端粒DNA序列所識別。在一般情況下，這種機制——稱為同源重組——發(fā)生時，DNA構(gòu)建塊在兩個幾乎相同的DNA分子之間進行交換。

在目前的這項研究中，該研究小組發(fā)現(xiàn)，端粒使用一種獨特的修復(fù)機制，來制造新的DNA，他們稱之為“斷裂誘導(dǎo)的端粒合成”。該團隊發(fā)現(xiàn)，端粒的同源重組不同于其他涉及BRCA1、2和RAD51蛋白的同源重組，這些蛋白在乳腺癌患者以及乳腺癌高風(fēng)險的人當(dāng)中是突變的。

Greenberg說：“我們想在癌細(xì)胞中停止這個過程，但是，當(dāng)這個過程正在發(fā)生的時候直接跟蹤它，一直都是不可能實現(xiàn)的。這是第一次有研究實時跟蹤同源重組的所有主要步驟?，F(xiàn)在有可能因為我們更深入了解這個過程，就可能干擾這個過程中的不同點，以使癌細(xì)胞中的端粒不能持續(xù)的延長。這可能會把它們推到細(xì)胞死亡的邊緣。”