維持稱作為端粒的染色體末端部分，是能夠不斷進(jìn)行分裂的細(xì)胞的一個(gè)必要特征，也是人類癌癥的一個(gè)標(biāo)志（延伸閱讀：中科院Nature子刊解開青春之泉的秘密 ）。“就像鞋帶兩端的塑料套一樣，端粒使得DNA的末端免于磨損，”賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院癌癥生物學(xué)副教授Roger Greenberg博士說。

在發(fā)表于本周《細(xì)胞》（Cell）雜志上的一項(xiàng)新研究中，Greenberg和同事們描述了癌細(xì)胞接管端粒維持中的一個(gè)過程來獲得無(wú)限期壽命的一個(gè)機(jī)制。

借助于一種特異的酶——端粒酶將重復(fù)的端粒DNA序列添加到染色體末端，在大多數(shù)的癌細(xì)胞類型中端粒保持完好無(wú)損。除了端粒酶，癌細(xì)胞還可以利用第二種與DNA修復(fù)機(jī)制相關(guān)的方法來維持端粒的長(zhǎng)度，即端粒替代延長(zhǎng)途經(jīng)（alternative lengthening of telomeres，ALT）。一般說來，癌細(xì)胞是通過接管其中一種端粒維持機(jī)器來獲得永生?？傮w上，大約15%的癌癥是利用ALT過程來延長(zhǎng)端粒，而一些癌癥在40-50%的時(shí)間里利用ALT。

該研究小組證實(shí)，當(dāng)DNA斷裂時(shí)，它會(huì)觸發(fā)諸如乳腺癌抑制蛋白BRCA2一類的DNA修復(fù)蛋白付諸行動(dòng)，與其他的輔助蛋白一起附著到受損的DNA鏈上。這些蛋白質(zhì)將DNA拉長(zhǎng)，使能夠搜索端粒DNA的互補(bǔ)序列。

Greenberg說：“就像魚被拉向垂釣者一樣，這一修復(fù)過程觸動(dòng)了端粒的移動(dòng)和聚集。斷裂的端粒利用不同染色體上的端粒——同源端粒來作為修復(fù)模板。”在利用ALT來維持端粒的癌細(xì)胞中，研究人員通過成像端粒聚集到一起顯現(xiàn)了這一過程。

以往的研究證實(shí)，乳腺癌與BRCA1和BRCA2基因突變有關(guān)，參與BRCA相關(guān)信號(hào)通路的一些基因突變也與乳腺癌易感性有關(guān)聯(lián)。新研究表明，和這些BRCA及其他相關(guān)蛋白有關(guān)的DNA修復(fù)系統(tǒng)故障與乳腺癌和卵巢癌有關(guān)聯(lián)。

“我們對(duì)這一數(shù)據(jù)感到非常的興奮，因?yàn)樗峁┝擞嘘P(guān)這一端粒維持機(jī)制的一些新認(rèn)識(shí)，并指出了一些途經(jīng)來思考BRCA依賴和非依賴的DNA重組。但與大多數(shù)的科學(xué)研究一樣，它提出的問題遠(yuǎn)多過提供的答案。”

該研究小組想要找到其他與ALT相關(guān)的蛋白，并尋找一些小分子藥物來靶向癌細(xì)胞中的這一端粒維持機(jī)制以選擇性地殺死利用ALT的癌癥類型。