MCB:癌細胞DNA的連續複製或引發複製叉的崩潰

2020-11-29 生物谷

2012年11月21日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在國際雜誌Molecular & Cellular Biology上的一篇研究報告中,來自南加州大學的研究者表示,發生特定突變的細胞可以繼續進行其DNA的複製,即便是抗癌療法移除了它們進行增殖的原材料,它們也可以依然增殖,這就引發了一系列災難性的結果發生。

新型技術可以幫助研究者第一時間內觀測到抗癌藥物關閉癌症細胞DNA複製的過程,所以的「檢查點突變」可以使得DNA解旋,重新產生損傷性的DNA鏈,最終導致癌症細胞出現異常情況。

本文研究中,研究者使用一種常見的化療藥物對處於DNA複製過程期間的裂殖酵母細胞進行壓力作用,這種藥物可以使得核苷酸類的細胞餓死。此前研究揭示了正常細胞可以識別出核苷酸的缺失,並且停止DNA的複製。

研究者發現,檢查點突變可以忽視這種信號(核苷酸類),這些突變的細胞可以保持DNA的正常複製,對DNA鏈進行解鏈作用,直到DNA鏈達到一種崩潰點,研究者Sabatinos說,我們預測,那些擁有細胞檢查點突變的人類的癌症患病風險會增加。複製叉的不穩定性以及崩塌或許在這些突變細胞中發生率較低,這就可以引發更多的DNA的頻繁改變。

下一步研究者計劃深入研究,揭示在癌症療法中存活的一小類突變細胞作用的分子機理,這就為開發新型癌症療法提供了一定的基礎和建議。(生物谷Bioon.com)

編譯自:Cancer: Some Cells Don't Know When to Stop

Continued DNA synthesis in replication checkpoint mutants leads to fork collapse

Sarah A. Sabatinos1,#, Marc D. Green1 and Susan L. Forsburg1,#

Hydroxyurea (HU) treatment activates the Intra-S phase checkpoint proteins Cds1 and Mrc1 to prevent replication fork collapse. We find prolonged DNA synthesis occurs in cds1Δ and mrc1Δ checkpoint mutants in the presence of HU, and continues after release. This is coincident with increased DNA damage measured by phosphorylated histone H2A in whole cells during release. High-resolution live-cell imaging shows that mutants first accumulate extensive RPA foci, followed by increased Rad52. Both DNA synthesis and RPA accumulation require the MCM helicase. We propose that a replication fork 「Collapse Point」 in HU-treated cells describes the point at which accumulated DNA damage and instability at individual forks prevent further replication. After this point, cds1Δ and mrc1Δ forks cannot complete genome replication. These observations establish replication fork collapse as a dynamic process that continues after release from HU block.

相關焦點

  • 岡崎令治與DNA的半不連續複製
    這些發現提示了DNA的不連續複製機制。1968年,岡崎令治應邀參加冷泉港研討會,提出了DNA的不連續複製模型。岡崎夫婦還發現岡崎片段合成需要RNA引物,以及前導鏈的連續複製等。可惜的是,岡崎令治在廣島讀高中時遭遇原子彈輻射,1975年死於白血病,享年44歲。
  • Cell:孔道春等DNA複製叉相關研究獲進展
    在DNA複製過程中,如果DNA複製叉出問題,將會導致基因組穩定性的極度改變。先前的研究表明S期細胞周期檢驗點(the intra-S phase checkpoint)是維持DNA複製叉穩定的必需調控通路。 但是其具體作用機理一直不清楚。孔道春課題組利用生物化學等方法篩選得到了一批S期細胞周期檢驗點的靶蛋白。進一步研究發現其中一個靶蛋白Dna2在維持DNA複製叉穩定中起重要作用。
  • DNA複製的起始機制
    引自諾貝爾基金會檔雖然不同生物中的複製基因和起始蛋白等會有很大差異,但DNA複製的起始過程都符合識別複製起點-加載解旋酶-組裝複製體這個基本程序。複製起點的識別由起始蛋白負責。細菌的起始蛋白是DnaA,含有HTH(螺旋-轉角-螺旋)DNA結合結構域和AAA +(與多種細胞活性相關的ATPase)結構域。
  • 一蛋白可維持DNA複製叉穩定性
    DNA複製叉倒轉的電鏡圖片。H為DNA複製泡中的倒轉結構;I-K為DNA複製叉中的倒轉結構。空三角表示斷裂的倒轉臂單鏈末端圖二.停頓的DNA複製叉如果不能得到穩定,就會引起DNA複製叉倒轉及垮塌,進而導致DNA複製不完全、基因組不穩定,從而引發細胞的死亡或者癌變。 早期的一些研究表明,S期細胞周期檢驗點在維持停頓的DNA複製叉穩定性過程中發揮主導作用。
  • 複製叉由CMG螺旋酶中的單鏈DNA門激活
    複製叉由CMG螺旋酶中的單鏈DNA門激活 作者:小柯機器人 發布時間:2019/7/30 13:35:23 美國洛克菲勒大學Shixin Liu團隊在研究中取得進展。
  • . | 有趣的複製叉減速器cGAS
    雜誌在線發表題為 cGAS suppresses genomic instability as a decelerator of replication forks 的文章,闡述了cGAS通過其核內DNA結合調節核內複製叉的穩定和速度
  • DNA複製體結構和工作原理首次被揭示
    本報訊(記者李晨陽)DNA複製分子機制的研究一直是生命科學中最基本的問題之一。
  • Mrc基因對DNA複製的作用
    (封面圖片:DNA複製叉的穩定在本期封面文章中,Lou等科學家提供了有力證據證明了Mrc1與DNA領頭鏈的複製酶、解鏈酶的獨特相互作用。) 酵母Mrc1基因是多細胞動物Claspin的一種同源基因(ortholog),Mrc1基因不但是正常的DNA複製叉(replication fork)的一個中心組成部分,同時也是S期檢查點的一個重要調節子。
  • Nature:防止複製叉的碰撞
    沿一個DNA鏈向相反方向運動的兩個複製叉之間的碰撞,預計會經常發生在具有多個複製起源的真核細胞中。Christian Rudolph等人利用一個細菌系統來觀察這種碰撞對細胞的影響。他們發現,碰撞點可被用來獨立於一個活性來源重新啟動複製,這可能具有潛在的致病效應。RecG轉位酶和幾種核酸外切酶能防止這種事件的發生,從而維持基因組的穩定性。
  • 中國科大揭示染色體複製叉停滯重啟過程中的引發體組裝新模式
    中國科大揭示染色體複製叉停滯重啟過程中的引發體組裝新模式 近日,國際著名學術期刊《Nucleic Acids Research》報導了中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室和生命科學學院滕脈坤教授和李旭博士研究組的最新研究成果
  • 科學網—DNA複製體結構和工作原理首次被揭示
    本報訊(記者李晨陽)DNA複製分子機制的研究一直是生命科學中最基本的問題之一。
  • 【倒計時 77 天】真核生物的 DNA 複製與延長
    後者即模板鏈為 5'-TAGA-3' 時,產物方向應該為 3'-ATCT-5',此時,產物可以改寫為 5'-TCTA-3'。該題的答案是 A考點講解【2015 年西綜大綱,生物化學,(三)基因信息的傳遞,2.
  • 《科學》突破性研究:多種癌細胞利用DNA複製出錯產生耐藥性
    《科學》突破性研究:多種癌細胞利用DNA複製出錯產生耐藥性  Emma Chou • 2020-06-05 16:09:14
  • DNA的複製、轉錄和翻譯(上)
    DNA複製是生物遺傳的基礎,是所有生物體中最基本的過程。而這一過程是半保留複製,是以最開始的雙鏈分子中的一條作為模板進行DNA複製,產生兩個完全一致的DNA分子。細胞水平的校正和糾錯機制能確保非常精確地複製DNA的拷貝。DNA複製發生在基因組的特定位置也就是起始點,DNA分子在起始點形成複製叉開始複製。
  • 揭示在DNA複製期間保護複製叉新機制
    2019年7月7日訊/生物谷BIOON/---在DNA複製期間,複製叉遇到的問題不斷威脅著基因組的完整性。BRCA1、BRCA2和一部分範科尼貧血蛋白(Fanconi anaemia protein)通過涉及RAD51的途徑保護停滯的複製叉免受核酸酶的降解。
  • DNA複製的方向和方式
    1.線形DNA的複製方式在複製時,複製子起始點開始解鏈,兩條單鏈各自為模板合成互補鏈,複製叉單向或雙向位移,此時在電鏡下可以看到如眼的結構,通常稱為複製眼。                      2.環狀DNA的複製方式(1)θ型結構複製環狀DNA,如大腸桿菌、多瘤病毒DNA,因為只有一個複製起始點,其複製眼形成希臘字母θ型結構,隨著複製的進行,複製眼逐漸擴大,直至整個環狀分子。
  • DNA複製
    ,能與DNA單鏈結合的蛋白質是:A 【2011-130,生物化學,B型題】具有催化短鏈RNA分子合成能力的蛋白質是:D題目解析:考查要點:DNA複製【2014年西醫綜合大綱「生物化學部分(三)基因信息的傳遞」中的第2個知識點】解題思路:
  • 人類首次拍攝DNA複製過程 每條單鏈高度獨立複製
    近日,來自美國加利福尼大學的科學家Stephen博士在頂級雜誌《Cell》上發表成果稱,所在團隊創奇蹟般的攝錄了單個DNA分子複製的近距離高清無碼影像。事實證明人類半個多世紀以來「臆想」的模型是何其錯誤百出,此發現徹底改寫我們高中所學的生物知識。
  • DNA複製的忠實性及其生物學意義
    #DNA複製具有高度忠實性(fidelity),其錯配機率約為10的負10次方。體內複製叉的複雜結構提高了複製的準確性,修復系統又對錯配加以糾正,進一步提高了複製的忠實性。複製叉結構與複製的忠實性。移動鉗募集MutLα蛋白,後者被複製體上的PCNA(滑動鉗)激活,在錯配位點兩側切割出切口,再由外切核酸酶EXO1將這一段大約數百鹼基的核苷酸切除(也可由POLδ/ε從切口處引發鏈置換合成)。最後,由DNA聚合酶δ(滯後鏈)或ε(前導鏈)重新合成子鏈,DNA連接酶封閉缺口。
  • Nature Cell Biology∣發現複製壓力下細胞核中的F-actin抑制細胞核畸變從而促進複製叉修復的機制
    DNA在複製過程中常常遭遇來自細胞內外的複製壓力,為了維持複製叉的穩定性,細胞通過複製壓力應答來應對複製過程中遭遇的障礙。