揭开癌细胞复制的秘密

2018-09-01 绿谷生物 Gene & Dev
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 南卡罗来纳医科大学霍林斯癌症中心的科学家发现,一些细胞可以在必要因子存在的情况下分裂。他们的结果发表在2018年7月的《Gene & Development》杂志上。这一发现解释了肝细胞在受伤后如何再生,以及可以帮助我们了解癌症是如何产生的,以及癌细胞如何进化以产生额外的突变,从而加速生长和扩散。

 
该论文的作者包括Hollings癌症中心主任Gustavo Leone博士等人。Leone实验室的重点领域之一是研究正常细胞如何分裂以更好地了解癌细胞中的过程,癌细胞可快速分裂并扩散。
 
作者解释说,细胞分裂在生长期间(例如胚胎发育以及替换死亡或受损细胞)是必要的。细胞分裂的关键是精确复制每个染色体,为每个产生的细胞提供相同的DNA,称为DNA复制。在此过程中发生的错误可导致细胞具有异常的染色体拷贝或导致癌症发生的有害突变。“我们是多细胞生物,”作者说道, “对于多细胞生物来说,细胞复制很重要,因此DNA复制也同样非常重要。”
 
 
为了正确分裂并确保准确的DNA复制,细胞必须在每条染色体上的特定位置开始此过程,称为“复制起点”。 DNA复制的启动则受到一组称为“起源复制复合物”的分子的高度调节,该分子与DNA上的某个位置结合,帮助细胞识别DNA复制的位置。这种复合物有助于每个细胞在分裂之前精确复制其DNA,从而确保所有细胞都具有完美的基因组。
 
作者们发现,虽然大多数细胞需要一部分原始识别复合物(称为ORC1)来复制DNA,但肝细胞和胎盘不需要ORC1,这类细胞能够在不分裂的情况下常规地复制它们的DNA,从而产生具有正常DNA量两倍的较大细胞。这个过程可以多次发生,产生的细胞数量是正常DNA的数倍。
 
研究人员发现,ORC1在肝脏分裂细胞中高水平表达。然而,随着动物老化和更多的肝细胞开始过量复制其DNA,ORC1水平逐渐下降。这一结果表明这种DNA过量复制的现象可能不需要ORC1主导。为了测试这个想法,作者在肝细胞中敲除了ORC1。结果显示,没有OCR1时肝细胞DNA过量复制的时机更早。
 
在他们未来的研究中,作者等人希望搞清楚ORC1以及异常DNA复制在癌细胞中的作用。 作者认为,这一机制与癌细胞快速生长以及产生抗药性相关。
 

资讯出处:Unlocking the secrets of cell division in cancer

 
原始出处:Takayuki Okano-Uchida et al, Endoreduplication of the mouse genome in the absence of ORC1, Genes & Development (2018). DOI: 10.1101/gad.311910.118