來自約翰霍普金斯大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，一種已知能開啟某些基因幫助細胞在低氧條件下生存的蛋白，也能減慢DNA新鏈復(fù)制速度由此阻止新細胞生長。研究人員認為，鑒于DNA復(fù)制和新細胞生長對于人體許多功能以及在癌癥等疾病中的重要作用，這一研究發(fā)現(xiàn)具有廣泛的意義。相關(guān)論文發(fā)表在2月12日的《科學(xué)信號》（Science Signaling）雜志上。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究小組的是約翰霍普金斯大學(xué)醫(yī)學(xué)院細胞工程和基因組醫(yī)學(xué)研究所分子生物學(xué)家Gregg Semenza，其長期研究低氧條件在癌癥、肺病和心臟病中的作用?！拔覀冊缇椭?，HIF-1α蛋白能夠響應(yīng)低氧條件開啟或關(guān)閉數(shù)以百計的基因。現(xiàn)在我們了解到HIF-1α的功能甚至比原認為還要多，它可以直接作用阻止新細胞生長，”Semenza說。

自從在上世紀90年代發(fā)現(xiàn)HIF-1α以來，Semenza及其研究小組一直從事HIF-1α研究，在不同類型的細胞中精確尋找被這一活化蛋白促進或抑制的大量基因。當富氧血液流向某一區(qū)域減慢或短暫停止時，這些所謂的“基因表達”改變有助于細胞生存；它們也使得腫瘤能夠建立起新血管供養(yǎng)自身。

為了了解HIF-1α自身活性調(diào)控機制，研究小組在人類細胞中查找了與HIF-1α結(jié)合的蛋白質(zhì)。他們發(fā)現(xiàn)MCM3和MCM7兩種蛋白限制了HIF-1α的活性，且它們也是DNA復(fù)制機器的組成部分。研究人員在2011年發(fā)布了這些研究結(jié)果。

在新研究中，Semenza和同事們通過比較低氧條件下和正常條件下的細胞，進一步探討了HIF-1α與DNA復(fù)制的關(guān)系。他們在細胞中檢測了DNA復(fù)制復(fù)合物的量，以及復(fù)合物的活性。研究人員發(fā)現(xiàn)，低氧條件下的細胞停止了細胞分裂，雖然其具有的DNA復(fù)制機器的量與正常分裂的細胞一樣多，但差別在于這些機器沒有運作。結(jié)果表明，在不分裂細胞中，HIF-1α與一種可將DNA復(fù)制復(fù)合物負載到DNA鏈上的蛋白質(zhì)結(jié)合，由此阻止了DNA復(fù)制復(fù)合物被激活。

Semenza實驗室成員Maimon Hubbi博士說：“我們的實驗解答了一個長期以來存在的問題，即細胞是如何對低氧做出確切響應(yīng)停止細胞分裂的。它也向我們表明了HIF-1α與DNA復(fù)制復(fù)合物之間的相互關(guān)系——一者可以關(guān)閉另一者。”