研究人員發(fā)現(xiàn)了一種對DNA復(fù)制過程至關(guān)重要的基因
數(shù)以百萬計的人體細胞不斷分裂以修復(fù)組織損傷并確保連續(xù)性。這是最復(fù)雜的細胞過程之一,為了使其成功,細胞必須產(chǎn)生其遺傳物質(zhì)(DNA)的拷貝。來自西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)的研究人員發(fā)現(xiàn)了POLD3蛋白在DNA復(fù)制過程中的關(guān)鍵作用; 如果沒有POLD3,細胞就不會分裂,甚至胚胎發(fā)育過程也會受到限制。
這項研究發(fā)表于今天發(fā)表在“ 分子細胞 ”雜志的印刷版上,推翻了近年來流行的假設(shè),即POLD3可能對腫瘤細胞很重要,但對健康細胞則不然。在此假設(shè)的基礎(chǔ)上,阻斷POLD3的藥物能夠根除腫瘤,對患者幾乎沒有或沒有副作用。
直到今天,實驗只在實驗室體外進行,沒有直接研究蛋白質(zhì)對活生物體的影響。然而,通過基因工程,這項研究的作者生產(chǎn)了POLD3敲除小鼠,揭示了這種蛋白質(zhì)在細胞復(fù)制過程中的關(guān)鍵作用。
根據(jù)這項研究,有必要重新評估該領(lǐng)域的狀況。“我們的研究結(jié)果表明,POLD3對于負責遺傳物質(zhì)復(fù)制的復(fù)合物的穩(wěn)定性至關(guān)重要。因此,如果沒有POLD3,細胞就會失去復(fù)制基因組的能力而死亡;不僅是腫瘤細胞,還有健康細胞, “據(jù)作者說。
減少POLD3對生命有害
當基因組被復(fù)制時,涉及幾十種蛋白質(zhì)的隨從 - 一些打開雙螺旋,而另一些復(fù)制或修復(fù)它,確保包含在親本細胞中的遺傳信息盡可能準確地轉(zhuǎn)移到子細胞,沒有任何異??赡芪<吧锏纳婺芰Α?/p>
復(fù)制由冗余機制控制; 例如,產(chǎn)生這些蛋白質(zhì)的兩個基因拷貝之一的丟失經(jīng)常被剩余的拷貝或作為相同復(fù)制復(fù)合物的一部分的其他蛋白質(zhì)抵消。
該中心基因組不穩(wěn)定小組負責人ÓscarFernández-Capetillo表示負責領(lǐng)導研究,POLD3并非如此:基因單拷貝的丟失足以降低細胞分裂的能力在胚胎發(fā)育中的小鼠,導致部分(缺乏該基因的兩個副本之一)的雜合子小鼠的未能出生或生活的第一個月內(nèi)死亡。此外,成年動物中蛋白質(zhì)的完全消除僅在幾天后就會導致死亡。
“這告訴我們POLD3是基因組復(fù)制的絕對必需蛋白質(zhì),”該研究的第一作者,F(xiàn)ernández-Capetillo團隊的科學家科學家Matilde Murga說。“它在DNA復(fù)制中的作用至關(guān)重要,它是第一個在此過程中被確定為單倍體不足的蛋白質(zhì)。換句話說,將其水平降低一半就足以顯著影響基因組的重復(fù)。”
POLD3被鑒定為DNA聚合酶復(fù)合物的一部分,其負責制備DNA分子的拷貝。然而,兩年前的一項研究表明,它的作用是不可復(fù)制必需的遺傳物質(zhì),而是對于某些類型的DNA修復(fù)(斷裂誘導復(fù)制,BIR),這是癌癥的生存極為重要的細胞。
雖然這項研究并不排除POLD3可能參與DNA修復(fù),但它確實表明,除了這種功能外,它還在細胞分裂中起著另一個關(guān)鍵作用。“如果我們想再看看POLD3作為抗腫瘤靶點的潛力,我們必須確定在不影響復(fù)制的情況下抑制其DNA修復(fù)功能的方法,”OscarFernández-Capetillo 說。
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