Nature揭示染色体复制新机制

　　

生物通报道  近日来自瑞典卡罗琳学院的研究人员在酿酒酵母细胞上针对DNA复制过程进行了深入研究，新研究发现帮助科学家们更深入地了解了染色体的复制机制，并为开发出新型癌症治疗策略提供了新思路。相关研究论文发布在国际著名期刊《自然》（Nature）杂志上。

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在染色体的复制过程中，复制叉前端区域的亲代DNA分子常常会形成正超螺旋。尽管过去的研究证实为了确保复制叉向前推进，常通过拓扑异构酶使DNA发生短暂的断裂从而释放出超螺旋产生的应力。还有一些科研团体则认为前进的复制叉是沿着DNA螺旋发生旋转进而减少超螺旋的。然而一直以来科学家们对于在真核生物中线性染色体复制诱导的超螺旋应力的释放机制仍了解得不是很清楚。

瑞典卡罗琳学院的研究人员在酿酒酵母中发现超螺旋应力可随染色体长度而增高。当抑制I型拓扑异构酶时可导致长染色体发生晚复制延迟。此外，他们还证实Smc5/6蛋白质复合体在细胞分裂间期染色体复制过程中发挥了帮助释放DNA分子生成的扭转应力的重要作用。

“超出我们之前的想象，我们的研究结果表明在染色体复制过程中DNA过度缠绕所产生的扭转应力可沿DNA任意地的释放，”研究小组的负责人卡罗琳学院的Camilla Sjögren教授说：“新研究发现将促使我们深入地了解生命基本进程中的相关机制。由于拓扑异构酶是癌症治疗最常用的靶点，这些结果或将最终帮助开发出新的治疗策略。”

 “在染色体的复制过程中，DNA双链首先解开，形成复制叉，并以亲代DNA为模板复制形成互补的DNA子链。由于复制叉前端区域的亲代DNA分子常常会形成正超螺旋而产生扭转应力。如果不消除这一应力，则可能导致DNA复制延迟或是终止，进而导致肿瘤发生或细胞死亡,” Sjögren说道。

 “现在有一些癌症治疗策略是通过靶向拓扑异构酶从而发挥抗瘤效应，然而其中一些癌症却对这些治疗策略表现耐受，”Sjögren教授说：“我们发现在染色体复制过程中，Smc5/6发挥了释放扭转应力的作用。我们的研究发现将可能促使开发出靶向Smc5/6.的抗肿瘤药物，为实行肿瘤生长抑制效应提供有潜力的治疗工具。”

Camilla Sjögren是瑞典皇家科学院的研究员，此研究工作得到了Knut和Alice Wallenberg 基金、欧洲研究委员会瑞典研究委员会、瑞典癌症协会、瑞典创新局、瑞典战略研究基金会、日本科学技术局、日本学术振兴会和康奈尔大学以及瑞典卡罗琳学院等机构的资金资助。

（生物通：何嫱）