Nature：癌细胞的DNA修复并非单行道

作者：EurekAlret 来源：EurekAlret 2011-10-24 14:32:21
美国加利福尼亚州萨克拉门托——由美国加州大学戴维斯分校（UC Davis）领导的一个国际科学家团队发现了癌症细胞中的DNA修复并不是此前认为的单行道。他们的发现表明，与此相反的是，重组—一种重要的DNA修复机制—有一种自我纠错机制，可以让DNA进行一个回转并重新开始。

发表在了10月23日的《自然》（Nature）杂志网络版上的这项研究的发现不仅对基本癌症生物学领域提供了新的理解，而且还对可能改善癌症疗法的有效程度具有重要意义。

“我们发现的是称为重组的DNA修复路径有能力逆转自身，”加州大学戴维斯分校微生物学以及分子和细胞生物学教授、加州大学戴维斯分校癌症中心分子肿瘤学的领导人之一的Wolf-Dietrich Heyer说。“这让它成为了一个非常强健的过程，让癌细胞用许多不同的方式应对DNA损伤。这种修复机制可能和一些癌细胞对目的为引发DNA破坏的放疗和化疗变得抵抗的原因有关。”

Heyer把DNA修复系统的自我纠错能力比作在现代的城市驾车，U形转弯和双向车道让纠正错误转弯变得容易。他说：“如果你在一个只有单行道的中世纪意大利街道上，重新回到你的道路上就困难得多。”

在当前这项研究中，Heyer和他的同事使用酵母作为模型系统阐释DNA修复的机制。他们预计他们的发现将在人体上得到证实——就像大多数基于酵母的研究结果一样。Heyer说：“不论是酵母还是人类，修复DNA的路径是相同的。”

这个研究组使用电子显微镜观察DNA链上正在工作的修复蛋白质。他们观察到了称为Rad51的前突触丝调控着一种促进重组修复的酶（Rad55-Rad57）和另一种抑制重组修复的酶（Srs2）的平衡。通过控制这两种酶的平衡，Rad51可以在需要的时候启动遗传修复——或者相反。

“这是一个对细胞具有重要意义的拔河赛，因为如果重组在错误的时间和错误的地点出现，细胞可能因此而死亡。”修复系统放弃不良的修复尝试的能力让细胞有了第二次机会，在细胞DNA损伤之后改善了细胞的生存。这正是癌症治疗中特别可怕的东西。

“科学文献中有许多线索提示DNA修复导致对一些疗法产生耐性有贡献，这些疗法是建立在引发DNA损伤的基础上的，诸如辐射或某种类型的化学疗法，”Heyer说。“癌细胞忍受DNA损伤的能力直接影响着治疗结果，理解DNA修复系统的基本机制将让新的方法克服治疗抵抗。”

Heyer说该研究组的下一步是审视人类的酶系统并弄清他们是否发现了同样的原理在起作用。这项研究已经获得了资助并且已经启动了。这项研究的一个应用将是针对癌细胞的自我纠错机制，作为让它们对放疗和/或化疗变得敏感的一种方式。

“如果我们能够证实这些类型的机制在人类细胞中存在，我们就将拥有让癌细胞对引发DNA损伤的疗法更敏感的一种治疗方式。”