Nat Struct & Mol Biol:科學家發現能幫助癌細胞存活且惡化的特殊...

2020-12-05 生物谷

2020年5月17日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Nature Structural & Molecular Biology上的研究報告中，來自哥本哈根大學等機構的科學家們通過研究發現了細胞分裂期間RTEL1蛋白的兩個主要功能，相關研究結果或能幫助研究人員開發新型癌症療法。機體重要的生理過程之一就是細胞分裂，其會在整個生命周期中發生，正常細胞僅會發生有限次數的細胞分裂，而癌細胞的分裂則是無法控制的。

圖片來源：University of Copenhagen

細胞分裂周期包含多個階段，其中兩個最重要的階段就是細胞DNA複製的S期，及複製的DNA在兩個子代細胞之間平均分配時的有絲分裂階段，研究人員還需要深入研究識別在人類細胞分裂期間扮演關鍵角色的特殊蛋白，這項研究中，研究人員就通過研究揭示了癌細胞細胞分裂周期過程中特殊蛋白的兩個主要功能，研究者發現，RTEL1蛋白在S期和有四分類階段扮演著關鍵角色。

研究者Ying Liu教授表示，我們發現RTEL1蛋白發揮著兩項關鍵功能，在S期，RTEL1蛋白能抑制DNA複製過程和轉錄之間破壞性的衝突，這種衝突會引發DNA損傷和染色體的不穩定表現，其會通過「熨平」R-環狀結構來實現，R-環是DNA和RNA之間形成的特定不尋常結構。RTEL1蛋白的第二個特徵就是促進MiDAS進程的發生，MiDAS在癌細胞和有絲分裂中非常常見。

MiDAS進程代表「有絲分裂DNA合成」，其通常發生於有絲分裂的早期階段，該過程是2015年Ian Hickson教授發現的，Hickson表示，早期研究數據表明，癌細胞利用這種不尋常DNA複製形式的頻率遠高於正常細胞，由於細胞分裂周期被癌基因的過度活性所擾亂，所以癌細胞在S期會經歷大量的複製壓力。MiDAS則能幫助細胞完成S期並沒有被完成的DNA複製過程。

如果MiDAS進程並未發生的話，其就會導致存活細胞發生細胞死亡或突變，以癌症為例，這就意味著，癌細胞會因新發突變更有潛力變得異常。這項研究中，研究人員對包括骨癌細胞、宮頸癌細胞和結腸癌細胞等多種不同類型的細胞進行了相關測試，研究者發現，RTEL1蛋白在細胞分裂過程中扮演著關鍵角色。

研究者表示，我們分析了到底哪種蛋白質能幫助癌細胞利用MiDAS進程，隨後發現RTEL1蛋白能發揮該作用，但研究者並未發現該蛋白能產生如此大的效應；RTEL1對於依賴MiDAS進程的任何癌細胞都很重要，因此研究人員有望利用當前研究結果來設計藥物抑制RTEL1，並選擇性地靶向殺滅癌細胞。下一步研究人員將會繼續深入研究調查RTEL1如何扮演兩個主要角色，以及是否這兩種角色之間存在一定關聯，同時研究者還希望能深入分析RTEL1如何在有絲分裂過程中促進MiDAS的進程。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Wu, W., Bhowmick, R., Vogel, I. et al. RTEL1 suppresses G-quadruplex-associated R-loops at difficult-to-replicate loci in the human genome. Nat Struct Mol Biol 27, 424–437 (2020). doi：10.1038/s41594-020-0408-6

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