來自美國的研究人員開發(fā)了一種新方法，研究了活細胞中的DNA損傷及由此造成的染色體易位。這一研究成果發(fā)表在8月9日的《科學》（Science）雜志上。

由于正常的細胞過程及輻射等環(huán)境因素的影響，活細胞中常常會發(fā)生DNA損傷。細胞會不斷地修復這些DNA損傷，但是如果修復失敗，DNA雙鏈就有可能發(fā)生斷裂，分離為兩部分。這一稱之為DNA雙鏈斷裂（double-strand break ,DSB）的細胞損傷過程對宿主細胞是有危險的，因為當斷裂鏈試圖再度配對連接時，它們沒有模板可循，可能會與不同的染色體配對，導致染色體易位，基因意外重排。染色體易位是癌細胞的一個標志。

美國國立癌癥研究所研究員Vassilis Roukos以及同事們，利用超高吞吐量的時差顯微成像技術(shù)實時監(jiān)控了染色體易位。研究小組的目的是調(diào)查易位過程中及之后的事件，以增進我們對于這些過程的理解，研究人員在DNA雙鏈斷裂和其他易位事件發(fā)生之時成功捕獲了它們的圖像。

研究小組通過讓活體小鼠細胞接觸一種特異的酶，操控了它們的DNA分子斷裂。他們采用熒光蛋白標記斷裂末端，然后用顯微時差成像系統(tǒng)觀察了接下來36小時發(fā)生的事件。

他們發(fā)現(xiàn)染色體易位分為三個不同的階段。這一階段DNA片段只輕微地移動，似乎隨機地搜尋斷裂鏈可與之配對的“伙伴”；第二階段，兩斷裂片段排成一行；第三階段，斷裂片段連接到一起。在大多數(shù)情況下，雙鏈斷裂片段是立刻與正確的伙伴連接，但在個別情況下，不同染色體的兩個雙鏈斷裂片段會轉(zhuǎn)而配對。文章的共同作者、國立癌癥研究所Tom Misteli說，這些易位非常少見，大約每300個細胞中才能夠看到1個。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，染色體易位通常發(fā)生在雙鏈斷裂的數(shù)小時內(nèi)，它們與細胞周期無關(guān)。

另外，研究人員還發(fā)現(xiàn)細胞DNA修復系統(tǒng)中的一些酶可影響易位的形成。例如，當研究人員讓某些細胞中的DNA依賴性蛋白激酶(DNAPK)喪失功能時，相比于具有活性DNAPK的細胞，這些細胞發(fā)生染色體易位的可能性提高了近10倍。Misteli說，盡管過去已知DNAPK在易位形成中發(fā)揮作用，對于它的作用機制卻知之甚少，新研究更深入地闡明了相關(guān)的過程，證實了DNAPK活性是阻止錯誤配對的必要條件。

Misteli說在接下來的研究中他將設(shè)法找到一些方法來阻止DNA修復出錯。