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EMBO:抑癌基因p53的新功能

2016.1.20

  p53抑癌基因是生物体内一种抑制细胞转变癌细胞的基因,是迄今为止发现的与人类肿瘤相关性最高的基因。除了肿瘤之外,它们在多种疾病中发挥重要作用。最近,来自美国Wistar研究所的科学家表明,著名的抑癌基因——p53,具有新发现的、与端粒相关的肿瘤抑制功能。

  当提到与癌症相关的基因时,没有哪个基因能够比p53肿瘤抑制基因的研究更广泛了,这个抑癌基因是我们遗传信息的守护者。有超过一半的癌症都有p53基因突变,这意味着,癌症要生长和扩散,就必须抑制这个特定的基因。多年来,科学家们一直都在探索这个明星基因的作用。2015年7月份在《Science》发表的一项研究,揭示了p53基因如何杀死并清理细胞的重要机制。同期,约翰霍普金斯大学的研究人员发现,没有中心粒,大部分细胞就不会分裂,并且他们发现了其中的原因:p53可阻止细胞分裂,同时也监控着中心粒的数目,以防止可能灾难性的细胞分裂,该结果发表在了国际知名学术期刊《Journal of Cell Biology》。8月份,St. Jude儿童研究医院的研究人员发现,肿瘤抑制子p53可以在细胞质中通过一种全新的机制触发细胞凋亡。这项研究发表在了Molecular Cell杂志上。

  p53不能单独执行保护我们基因信息的作用。端粒——染色体末端的蛋白质结构,保护我们的DNA,就像鞋带的金属箍或透明箍——也保护着这些重要的基因信息。然而,尽管p53和端粒提供了相似的益处,但是,这个关键肿瘤抑制基因的作用,从来没有得以恰当地描述,因为它涉及到端粒。

  现在,美国Wistar研究所的最新研究表明,p53能够抑制DNA损伤在端粒上的累积。这是第一次有研究描述p53的这种特定功能,并显示了这一重要基因的另一个好处。该研究结果发表在了最近的《The EMBO Journal》。

  p53基因调节着我们基因组的完整性。当DNA被细胞应激或其他手段破坏时,p53有助于激活某些基因的转录,从而有助于控制细胞周期和诱导细胞凋亡,或细胞死亡。

  然而,之前的研究显示,p53可以结合基因组中的许多位点,包括许多负责激活这些调控基因的位点,p53本身有很多不同的结合位点。由于p53和端粒都可以保护染色体,Wistar的研究团队想关注这些结合位点,以探讨这两者如何比以往认为的更加密切相关。

  本文第一作者、Wistar研究所基因表达和调控项目主任、化学生物学和转化医学中心主任Paul Lieberman博士指出:“我们认为,p53基因可能负责端粒中一个更直接的保护作用。”

  使用ChIP测序——这使得研究人员能够研究蛋白质和DNA之间的相互作用,Wistar研究所的一个研究小组,确定在了亚端粒中的 p53结合位点。这些片段位于端粒和染色质之间,染色质是存在于我们细胞核中的DNA和蛋白质复合物。

  研究人员发现,当p53与亚端粒结合时,该蛋白能够抑制一个组蛋白修饰的形成,称为γ-H2AX。当DNA上有一个双链断裂的时候,该组蛋白在更大的数量上被修改。如果它仍然存在,断裂则不能修复,因此抑制它的表达就意味着,DNA正在被保存。此外,p53能够阻止端粒中的DNA降解,从而使它们保持完好,并让它们更好地保护我们染色体的末端。

  Lieberman说:“根据我们的研究结果,我们提出,由p53做出的对染色质的修复,可增强局部的DNA修复或保护。这是p53的另一种肿瘤抑制功能,从而对于这个基因在‘保护我们免受癌症’的过程中有多重要,提供了额外的框架。”

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