研究人员对人类细胞在细胞分裂期间如何保护DNA的机制进行了突破性的发现。这个发现可能导致针对癌症等疾病的新颖治疗策略。研究强调了一种名为PICH的蛋白质在避免可能导致癌症等疾病的遗传错误中的关键作用。
香港大学的研究人员对人类细胞在细胞分裂期间如何保护DNA进行了令人兴奋的发现，为抗击癌症等疾病提供了新的见解。
由生物科学学院的Gary Ying Wai CHAN教授和LKS医学院病理学系的Ken Hoi Tang MA教授领导的研究揭示了名为PICH的蛋白质在阻止可能导致癌症等疾病的遗传错误中的重要角色。他们的研究成果发表在《核酸研究》杂志上。
超细间期桥 — 我们基因组的隐秘威胁
当细胞分裂时，它需要确保其DNA被准确复制并分配到两个子细胞中。然而，当称为超细间期桥（UFBs）的微小DNA链形成时，如果没有得到妥善处理，它们可能导致并发症。这些UFBs可以被视为与我们遗传信息纠缠在一起的隐患。
香港大学的团队发现，蛋白质PICH的功能类似于雷达，能够识别这些UFBs并帮助解决它们。他们观察到，在缺乏PICH或其功能失调的情况下，细胞会遭受严重的遗传损伤，例如DNA断裂和形成称为微核的小DNA含体。此外，细胞的应急响应系统会被激活，这可能最终导致细胞死亡。此外，他们的研究还表明，这种损伤可能导致染色体重排，这是癌症的一个特征。
PICH防止DNA的危险重排
在他们的发现基础上，研究人员更深入地探讨了PICH在维持遗传稳定性中的作用。他们发现，缺乏PICH不仅导致严重的DNA损伤，还会导致大量遗传错误的积累。PICH的突变版本无法吸引其他辅助蛋白，提供的保护仅限，而完全无活性的PICH无法有效处理UFBs，导致更广泛的遗传损害。PICH的活性对于拆解这些DNA线并遏制遗传紊乱至关重要。重要的是，当PICH缺失时，由于UFB断裂，DNA的非着丝粒区域发生遗传错误的风险增加，导致可能引起疾病的有害染色体重排。
他们的研究表明，PICH通过两个主要过程保护人类DNA。首先，它帮助另一个蛋白质拓扑异构酶IIα（TOP2A）解开DNA链。其次，它与蛋白质BLM解旋酶合作，将缠绕的链转变为更简单、更易于处理的形状。这些组合动作确保DNA链有效解决，防止可能导致癌症的遗传错误。
“我们的研究强调了PICH在细胞分裂期间保护DNA免受损伤的重要性。通过了解PICH的工作机制，我们可以探索针对与高水平染色体不稳定性密切相关的结直肠癌、胃癌和乳腺癌等癌症的新治疗途径。”研究的主要作者之一Gary Ying Wai Chan教授表示。
“下一代测序（NGS）是识别像癌症这样的疾病中基因组不稳定性的强大工具。在我们的研究中，我们利用NGS检测缺乏PICH的细胞中的突变，展示了其揭示遗传错误的有效性。这次与Chan教授的成功合作强调了科学探索中团队合作的重要性。”研究的另一位主要作者Ken Hoi Tang Ma教授补充道。
这项研究强调了PICH在维护人类遗传材料完整性中的关键作用。通过理解PICH的工作机制，开发针对与遗传不稳定性相关的疾病（包括癌症）的治疗的新机会变得显而易见。“通过靶向与PICH相关的通路，我们或许能够开发新的疗法来预防或治疗这些疾病，”Gary Ying Wai Chan教授解释道。
