研究發現DNA的異常結構或會引發癌症

【2022年01月07日訊】(記者李少維編譯報導)一項研究發現缺乏一種酶會導致DNA出現打結,或是雙螺旋的中間多出一條橫梁這兩種異常的結構。很多癌細胞中的DNA都具有這些異常結構。

由美國西北大學(Northwestern University)引領的一項研究發現,缺乏TET酶與B細胞淋巴瘤相關。TET酶是去除DNA甲基化標記的一種關鍵酶。很多癌症都與TET酶活性降低相關。

以前的研究發現,癌症患者細胞內一些特定的變異會導致细胞喪失TET功能;癌細胞基因組不穩定,比如DNA雙鏈出現斷裂等問題。

2021年12月22日發表於《自然·免疫學》(Nature Immunology)期刊的這份研究,第一次發現以上兩者之間存在的關聯。

主要研究者之一西北大學細胞和發育生物學助理教授維普爾·舒克拉(Vipul Shukla)說:「癌症既有TET功能缺失的現象,也有基因組不穩定的問題,而TET缺陷的細胞也有基因組不穩定的問題。我們發現DNA出現異常的結構,可能正是這兩個現象產生關聯的原因。」

研究人員用小鼠進行實驗,刪除了其成熟B細胞內的兩種TET酶(TET2和TET3)。B細胞是白細胞的一種,為免疫系統製造抗體以保護我們的身體免受感染。舒克拉說,他們發現移除TET酶破壞了B細胞的平衡,基因組不穩定的問題開始出現。

合作研究員加州大學聖地亞哥分校(University of California,San Diego)畢業生薩馬涅戈-卡斯特魯伊塔(Daniela Samaniego-Castruita)說:「TET不足的小鼠得了淋巴瘤,我們也觀察到基因組不穩定性的跡象增多,例如出現雙鏈斷裂。」

於是研究組進一步探查TET2和TET3的缺失究竟在分子層面造成了怎樣的影響。結果發現,B細胞的DNA出現了G-四聯體(G-quadruplexes)和R環(R-loops)這兩種異常的結構。

正常的DNA雙鏈就像鐵軌的兩條平行的軌道。R環就像是軌道中間多出的第三條軌道,而G-四聯體就像是在DNA原來的雙鏈軌道上面打的結。這兩種異常結構都加大了細胞讀取DNA的難度。

舒克拉說,這些異常結構使得DNA變脆弱、容易斷裂。「它們障礙著DNA,如果不能合理地去除這些結構,它們會導致基因組不穩定。這份研究告訴我們,TET缺陷細胞的基因組不穩定,其中至少一個原因可能就是這些異常結構的積累。」◇#

責任編輯:葉紫微

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