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抑癌蛋白p53如何与基因组结合?

2016.6.20

  最近,来自比利时鲁汶大学的遗传学家表明,肿瘤蛋白TP53知道应该结合到我们DNA上的哪个确切位置,来防止癌症。一旦与这个特定的DNA序列结合,这个蛋白质就可以激活正确的基因来修复受损的细胞。相关研究结果发表在国际著名期刊《Genome Research》。

  体内所有的细胞都有相同的DNA,但是它们都是非常不同的。一个细胞可能成为大脑细胞,而另一个细胞则会成为肌肉细胞。这是因为,并非每个细胞中所有的基因都是活跃的——或者是“打开的”。Stein Aerts教授和他的团队研究了打开和关闭基因的“开关”。阐明这些机制是非常重要的,因为遗传缺陷和差异不仅可能存在于我们的基因中,而且存在于控制它们的“开关”中。

  当一个蛋白质与我们DNA上一段特定的序列结合时,就有基因被激活,这是一个已知的事实。但是,这个蛋白质是如何在极其复杂的DNA中找到自己的方向?科学家们迄今为止已经认定,一种蛋白质本身永远无法定位确切的DNA序列来激活特定的基因——至少在人类中不能。然而,Aerts教授和他的同事们表明,这些蛋白质实际上能够自主地定位它们的目标。此外,一些DNA开关的构成,出人意料的简单。

  Stein Aerts教授解释道:“我们使用新一代测序,来检测DNA序列是否能够同时作为1500多条DNA序列的开关。相比较而言:在过去,研究人员必须一个一个地测试所有开关。然后,我们使用超级计算机和先进的电脑模型,来检测有效的和非有效的开关之间所存在的差异。我们发现,TP53能够定位它需要结合的准确DNA序列——都是靠其本身。”

  “蛋白质TP53在癌症预防中起着至关重要的作用。当一个细胞受损时(例如,因为紫外线或放射性物质),TP53会打开正确的基因来修复细胞。细胞有时失去了TP53,这样癌症就会在那里开始发展。在大约50%的癌症中,都是TP53蛋白出了问题。这就是为什么解开其潜在机制是如此的重要。”

  本研究结果,对于阐明调控性的DNA密码,迈出了可喜的一步。现在,本研究开发的新技术将被用来阐明更复杂的代码,和定位更多的DNA开关。为未来特异性靶定DNA开关以减缓癌症发展的疗法铺平道路,这是非常有必要的。

  P53蛋白一直是肿瘤研究的热点。2014年5月,美国科罗拉多大学(UC)癌症中心和科罗拉多大学博尔德分校的科学家们,使用一种新技术,通过确定p53调控其他什么基因,梳理出p53基因如何能抑制肿瘤。相关研究结果发表在国际生命科学领域的顶尖杂志《eLife》,描述了由p53直接调控的几十个新基因。

  2014年11月,来自美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室的科学家,得到了关于重要抑癌蛋白p53如何结合到人类基因组的新资讯。相关研究结果发表在《PLOS ONE》杂志。相关阅读:P53抑癌蛋白如何与基因组结合的新见解。

  近期,美国UT西南医学中心的研究人员发现,在癌症中最常突变的基因p53,能够通过抑制某些可导致基因组不稳定性的可动因子,而阻止肿瘤的形成。这项研究的结果,最近发表在《Genes & Development》,或许有一天会为癌症的诊断和治疗带来新的途径。相关阅读:明星抑癌基因p53如何抑癌?。

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