研究发现了保护细胞免受自然DNA错误的特定机制

哥本哈根大学的研究人员发现了一种特殊的机制，可以保护我们的细胞免受自然的脱氧核糖核酸错误——一种“内部敌人”——的影响，这种错误可能会永久破坏我们的遗传密码，并导致癌症等疾病。这项研究刚刚发表在最有影响力的科学期刊之一《自然细胞生物学》上。

哥本哈根大学的研究人员发现了一种机制，这种机制让人类细胞有机会停止积累突变，细胞在体内复制和分裂。这一发现可以证明在开发治疗由人类基因变化引起的疾病(如癌症)的新疗法方面非常有用。

为了限制遗传密码中可能导致潜在疾病的有害变化，我们体内的细胞依靠自然防御机制。这项新的研究显示了专门的蛋白质如何吞噬和保护受损的脱氧核糖核酸，并“护送”它，直到损伤被修复。研究人员发现，这一过程依赖于细胞中精确的时间和精细的控制。

我们在人类细胞中发现了一种特殊的机制，可以延缓DNA损伤在连续几代分裂细胞中的扩散。哥本哈根大学诺和诺德基金会蛋白质研究中心染色体稳定性和动力学组负责人兼执行主任Jiri Lukas教授说，这一发现有助于我们了解我们的身体如何保护自己免受各种癌症的侵害。

抵御内部敌人

癌症通常由脱氧核糖核酸受损的细胞发展而来。众所周知，烟草烟雾或紫外线能导致肺癌或皮肤癌，正是因为它们能破坏DNA。不管这可能有多糟糕，这些环境导致癌症的希望在于我们意识到了它们的起源，所以我们可以简单地通过丢弃香烟或保护自己不过度暴露在阳光下来大大降低风险。

鲜为人知的是，更成问题的DNA损伤来源是正常的细胞过程，如DNA复制。这些都是不可避免的，因为每次细胞分裂，它们都不可避免地会起作用。这个问题的规模最好是通过认识到我们的身体是由数万亿个连续分裂的细胞组成的，所有这些细胞都来自一个受精卵。每天，成人体内四分之一万亿个细胞继续分裂，以补充旧的或受损的组织。在每次这样的细胞分裂过程中发生的大量DNA损伤中，最危险的是那些可以从母细胞转移到新生细胞的细胞。这种遗传的DNA损伤才是真正的“内心敌人”，无法通过改变生活方式来避免。

基因DNA损伤是癌症的源头。

这一新发现是多年工作的成果，源于8年前同组发表的研究成果(也发表在《自然细胞生物学》上)。2011年，Jiri Lukas团队发现，DNA复制过程中出现的问题导致的遗传性DNA损伤在专门的细胞器(字面意思是“小器官”)中；事实上，具有特定功能的亚细胞区室)，它们被称为“53BP1核小体”。

在这项新的研究中，研究人员利用他们用荧光染料标记活的人类细胞中53BP1核小体的能力，然后在显微镜下观察它们几代。这使得第一次可以直接观察遗传性DNA损伤的命运，从母细胞的出生时间到它们在子细胞中的最终命运。这是一次真正的旅行，因为在显微镜下跟踪活细胞几个小时甚至几天是一项非常具有挑战性的任务，世界上只有少数实验室能够做到。

研究人员发现，子细胞可以很好地应对生命的挑战，调动53BP1核小体将“遗传”DNA病变“护送”到分裂周期的最后阶段，因为它们可以对遗传DNA病变进行最后一次修复。

研究人员还发现，这种“修复试剂盒”的关键分子部分是一种叫做RAD52的酶，这项研究的结果现在有资格成为肿瘤抑制蛋白家族的真正成员，它可以保护我们的DNA免受癌症易发突变的影响。

“53BP1核小体延迟子细胞的细胞分裂，是为了达到其生命周期中唯一的剩余时间，此时它们可以修复母亲造成的DNA损伤，但无法修复。这第二次机会至关重要，因为这也是最后一次。我们已经预测到，然后通过实验证明，第二次机会的失败会把原本可以治愈的DNA损伤变成不可挽回的DNA损伤。积累这样的事故可能会导致疾病，包括癌症。诺德蛋白质研究基金会。

这些知识对于改善癌症治疗可能至关重要。由于许多抗癌药物会破坏快速分裂的癌细胞的DNA，因此了解DNA修复的时机和机制对于开发新药和减少目前治疗的副作用非常重要。

“我们的工作揭示了细胞处理遗传性DNA损伤的意想不到的方式。通过确定驱动这一过程的关键蛋白质，我们为潜在治疗应用的研究奠定了基础，”诺和诺德基金会中心的博士后朱利安斯皮斯说。哥本哈根大学的蛋白质研究。

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