酵母研究提示对DNA安全性的重新思考

 行业动态     |      2020-08-02 08:46


细胞竭尽全力保持其基因组完整。
但是,新的研究表明,但是当资源稀缺时,错误就会开始潜入DNA代码,并带来灾难性的后果。

这种DNA在任何时候都比在过程中复制时更加脆弱,因此它可以在后代细胞之间共享为了避免在DNA复制过程中出错,细胞使用校对酶,这些酶以高保真度复制代码。还是有人认为。

如今,由多伦多大学唐纳利细胞与生物分子研究中心生物化学教授格兰特·布朗(Grant Brown)领导的一项新研究表明,在承受压力的时候,DNA复制错误的发生率比以前所理解的要高得多。尽管研究人员研究了酵母细胞,但类似的过程可能会增加我们自身细胞的突变率,从而导致癌症和其他疾病。

该发现已在《分子细胞》杂志上进行了描述

这一发现由布朗和大卫·加洛(David Gallo)博士完成。从事大部分工作的学生感到惊讶。他们正在研究在有限的核苷酸碱基供应下培养的细胞中的DNA复制,这些核苷酸碱基组成DNA代码的A,T,C和G字母。“您可以将其视为您的汽车用尽了燃料。我们正在从DNA复制中去除气体,”加洛解释道。

例如,当食物短缺或疾病时,当快速增殖的癌细胞耗尽资源时,细胞可能会遇到这种压力

为了复制其基因组,细胞首先将双DNA螺旋解开成单链,其中每条链充当模板,通过互补碱基配对(A与T以及C与G互补)合成新的DNA。布朗说:“ DNA聚合酶非常精确,很少出错,可以确保将生命的蓝图高保真地传递给下一代。”

但是,缺乏DNA构件导致细胞调用另一种类型的DNA聚合酶,这种酶更容易出错。这是令人惊讶的,因为容易出错的聚合酶被认为属于紧急修复机制,可响应物理损伤(例如由紫外线或某些致癌物引起的DNA损伤)而激活。而且,尽管这些酶迅速起作用以复制DNA的受损部分,但它们也会出错。

这种所谓的“诱变修复”似乎是保存DNA的奇怪方法,但它有助于避免更严重的破坏基因组的情况,在这种情况下,未缠绕的DNA链可能导致染色体部分丢失。

布朗说:“复制和犯一些错误比保留未复制和容易发生染色体重排的情况要好,”

这项研究提供了强有力的证据,证明在没有明显的DNA损伤的情况下会使用容易出错的聚合酶。这表明这些聚合酶可能复制的DNA数量超出人们的预期,这可能是导致疾病的更多突变的根源。

如果对人类细胞同样如此,这一发现可能会对癌症研究产生影响。我们的细胞具有相同的易错DNA复制机制。当DNA复制速率超过核苷酸供应时,快耗尽的癌细胞耗尽燃料时,通常会经历由癌基因引起的复制压力。在这种情况下,细胞可能诉诸于容易出错的DNA复制,新的突变可以帮助癌症存活,尽管这仍有待进一步研究证实。

Gallo说:“在致癌基因引起的复制压力下,容易出错的DNA复制途径很容易被激活,以帮助癌细胞存活。” “这将使其成为选择性杀死癌细胞的热门治疗靶标。”