Nature子刊驚人發(fā)現(xiàn)：核膜承擔(dān)的重任
日期：2015-11-02 08:58:35
長期以來，核膜被認(rèn)為只是包裹和保護(hù)DNA的一道屏障，上面留有物質(zhì)運(yùn)輸所需的通道。南加州大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)日前發(fā)現(xiàn)，核膜實(shí)際上拯救了災(zāi)難性的DNA斷裂。研究顯示，異染色質(zhì)的斷裂鏈被帶到核膜進(jìn)行修復(fù)。相關(guān)論文發(fā)表在十月二十六日的Nature Cell Biology雜志上。
細(xì)胞核里的DNA以兩種形式存在：常染色質(zhì)和異染色質(zhì)。常染色質(zhì)特別受人關(guān)注，因?yàn)槟抢锞奂^大多數(shù)編碼基因。異染色質(zhì)主要由重復(fù)性DNA序列組成，一直被視為“垃圾DNA”而受到忽視。
“現(xiàn)在科學(xué)家們開始重視基因組的這一神秘部分，”南加州大學(xué)的助理教授Chiolo說。“異染色質(zhì)有助于細(xì)胞分裂過程中的染色體維持，但也對基因組穩(wěn)定性構(gòu)成了一定威脅。異染色質(zhì)是推動癌癥發(fā)展的最大動力之一，但它屬于基因組的‘暗物質(zhì)’，我們才剛開始了解那里的修復(fù)機(jī)制。”
為了修復(fù)頻繁發(fā)生的DNA損傷，細(xì)胞配備了非常有效的分子機(jī)制。但在異染色質(zhì)起作用的修復(fù)機(jī)制非常特別。“重復(fù)性序列在DNA修復(fù)的時候容易相互重組，”文章的第一作者Taehyun Ryu說。“造成癌細(xì)胞中常見的染色體異常。我們一直不清楚正常細(xì)胞如何防止這一異常。”
“核膜功能障礙在癌細(xì)胞中很常見，”這項(xiàng)研究的領(lǐng)導(dǎo)者Irene Chiolo說。“我們的研究表明，這種功能障礙會影響異染色質(zhì)修復(fù)，進(jìn)而推動癌癥發(fā)展。”
研究人員在果蠅研究中發(fā)現(xiàn)，異染色質(zhì)的斷裂鏈會移動到核膜的內(nèi)壁，在不受干擾的安全環(huán)境下進(jìn)行修復(fù)，避免發(fā)生錯誤的重組。這項(xiàng)研究還解釋了人越老越容易得癌癥的原因：核膜在衰老過程中發(fā)生進(jìn)程性退化，細(xì)胞逐漸失去了抵抗基因組不穩(wěn)定性的屏障。
下一步，研究人員將繼續(xù)探索異染色質(zhì)斷裂鏈的移動和調(diào)控機(jī)制，以及核膜修復(fù)失敗的后果。他們的最終目標(biāo)是闡明人類細(xì)胞中的核膜修復(fù)，并在此基礎(chǔ)上預(yù)防核膜故障和癌癥形成。
