Nature：大規模癌癥調查重要發現

日期：2016-04-14 08:52:50

新南威爾士大學的醫學科學家們發現，在我們基因組中一些重要的區域DNA修復受損，進一步揭示了人體修復DNA損傷的能力。

紫外線輻射和吸煙等許許多多的因素都可以導致DNA突變，修復它們造成的DNA損傷是保護我們的細胞避免癌變的一個基本過程。

在發表于《自然》（Nature）雜志上的一項新研究中，科學家們分析了來自14種癌癥類型1,161個腫瘤的2000多萬DNA突變。他們發現在許多癌癥類型，尤其是皮膚癌中，稱作為“基因啟動子”的基因組區域內突變數量特別的高。有意義地是，這些DNA序列控制了基因的表達方式，轉而決定了細胞類型及功能。

研究人員證實，基因啟動子中的DNA突變數量增加，是因為結合DNA控制基因表達的一些蛋白質阻止了我們的一個細胞修復系統修復損傷DNA。這一系統被稱作為核苷酸切除修復（NER），是人類細胞中許多的DNA修復機制之一，但卻是唯一能夠修復紫外線造成DNA損傷的機制。

研究的主要作者、新南威爾士大學Lowy癌癥研究中心生物信息學和綜合基因組學課題組領導者Jason Wong說，這些結果提供了令人信服的證據表明，是由于NER系統受損導致了基因啟動子位點突變增加。

“這項研究還告訴了我們，盡管人類能夠很好地修復自身，當我們遭受來自諸如紫外線和吸煙等誘變劑的損傷時，我們基因組的某些區域修復不良，”Wong說。

“通過積極避免這些有害的環境因素，我們可以將我們身體中可導致癌癥的突變數量減至最少。”

在國際上，到目前為止科學家們還只確定了一種啟動子突變：端粒酶逆轉錄酶(TERT)基因明確地促進了癌癥。

Wong博士說：“我們的研究強調了需要進一步地研究基因啟動子突變在癌癥形成中的作用。”

“這或許最終可以幫助醫生確定一些癌癥形成的原因，使得他們能夠更早期診斷出癌癥，并為患者挑選出更具針對性的療法。”

研究的合著作者、新南威爾士大學副教授、血液學家John Pimanda說：“這些研究結果給人的印象尤其深刻，這是因為它們是通過利用現有和公開可用的‘大數據’，簡單地詢問一些正確的問題揭示出來的。”

“我們不需要花時間和金錢去招募患者，調查他們的癌癥，測序他們的癌癥基因組。所有的數據都是研究人員在公共數據分享平臺上獲得的。”

Pimanda說：“這項研究凸顯了投資生物信息學和基因組學研究帶來的回報。”

2015年的諾貝爾化學獎頒發給了細胞DNA修復機制的相關研究。理解細胞如何修復損傷的DNA，揭示機體細胞自發地修復引發疾病的DNA突變的機制，對于研究者們開發出有效的抗癌療法將具有非常重要的意義。

BRCA1已知是通過修復DNA斷裂來抑制癌癥。這種DNA損傷通常伴隨著年齡的增長和環境損害而出現。來自德克薩斯大學癌癥治療與研究中心(CTRC)的科學家們，更深入地認識了BRCA1基因在正常乳腺癌組織中發揮功能的機制，以及BRCA1喪失是如何導致乳腺癌的。這項研究發表在Nature Communications雜志上。

DNA雙鏈斷裂(DSBs)是最嚴重的一種遺傳缺陷形式，可導致癌癥及治療耐藥。來自德克薩斯大學MD安德森癌癥中心、上海交通大學和四川大學的研究人員報告稱，他們發現了一種代謝酶——延胡索酸酶（fumarase）在DNA復制中所起的作用。研究結果發布在2015年8月3日的Nature Cell Biology雜志上。

在每一次細胞分裂過程中，都有超過33億的基因組DNA堿基對要被精確地復制及分離到子細胞中。而當DNA模板受到損害，復制機器停滯不前之時會發生什么呢？為了解答這一問題，來自馬克斯普朗克生物化學研究所Matthias Mann研究小組的科學家，與哥本哈根大學和哈佛醫學院等處的同事們，分析了在遭遇受損DNA的情況下DNA復制機器的蛋白質成分發生改變的機制。這項研究發表在2015年5月1日的Science雜志上。