来自多伦多大学的科学家发现了一种DNA修复机制，这增强了我们对人类细胞如何维持健康的了解，并有可能导致新的癌症和早衰疗法。
这项研究发表于期刊自然结构与分子生物学，也为某些化疗药物的作用提供了洞见。
“我们相信这一发现有潜力彻底改变我们对癌症治疗和与衰老相关疾病的研究方法，”参与该研究的一位研究人员说。负责该研究的共同首席研究员、多伦多大学Temerty医学院实验室医学与病理生物学教授Karim Mekhail表示，该研究揭示了人类细胞中DNA双链断裂与核膜修复之间的联系。他还强调，这一发现将通过将其他生物中的先前发现应用于人类DNA修复的背景，来加速科学进展。DNA双链断裂是由于辐射和化学物质的暴露，以及如DNA复制等内部过程所导致，使其成为一种高度重要的DNA损伤形式。
损伤可能会阻碍或加速细胞生长，从而导致衰老和癌症。
最近的突破是在与University Health Network的研究员、Temerty Medicine的教授Razqallah Hakem合作下取得的，建立在Mekhail及其他人在酵母DNA损伤方面的先前研究基础上。2015年，Mekhail及其同事们演示了酵母细胞核内的马达蛋白如何将双链断裂运输到位于核周边核膜上的蛋白复合物中，类似于“DNA医院”。
其他研究也揭示了DNA损伤在细胞功能中的重要性。
研究人员发现飞虫和其他生物中的DNA修复机制与人类和哺乳动物细胞不同。科学家们对哺乳动物细胞中受损DNA的有限运动感到困惑，尽管核膜蛋白在DNA修复中至关重要。他们发现，当DNA在一个人类细胞的细胞核中受损时，微管丝网络在细胞质中形成，并对核膜施加压力。
这一过程触发了微小管道或微管的形成，它们延伸到细胞核中并捕捉大多数双链断裂。根据Mekhail的说法，这很像按压气球。你手指的压力形成了它结构中的隧道，导致气球外部的某些部分向内部折叠。研究人员对这一机制的进一步调查详细描述了其各个方面。该过程的主控因子是被称为DNA损伤反应激酶和微管α-乙酰基转移酶的酶，这些酶促进微管的形成。酶还在微管丝的特定部分留下化学标记，以招募小马达蛋白并对核膜施加压力，从而导致促进修复的蛋白复合物将膜推入再次深入细胞核，形成通向DNA断裂的桥梁。
“这确保了细胞核经历一种可逆的变形，使膜能够暂时渗透整个核内的DNA，捕获和重新连接断裂的DNA，”Mekhail说。
这些发现对某些癌症治疗具有重要意义。
正常细胞利用核膜微管修复DNA，但癌细胞似乎依赖于它们。研究小组分析了来自8,500多名癌症患者的数据，以了解该机制的潜在影响。在包括以攻击性著称的三阴性乳腺癌在内的各种癌症中，新治疗选择的需求显而易见。
“为癌症患者寻找新的治疗方法是一个主要焦点，这一发现是一个重要的进展，”UHN的公主玛格丽特癌症中心的高级科学家Hakem说，他还是多伦多大学医学生物物理系和实验室医学与病理生物学系的教授。
