Science解答60年细胞生物学谜题

　　

生物通报道  发表在3月20日《科学》（Science）杂志上的一项新研究，解开了细胞分裂期间关闭DNA修复过程这一矛盾现象的答案。这一问题让科学界困惑了长达60年。

加拿大西奈山医院Lunenfeld-Tanenbaum研究所资深研究员Daniel Durocher博士说：“我们现在知道了当细胞开始分裂为两个子细胞时关闭关键DNA修复过程的原因。”

大多数细胞的整个生命周期过程中，纠正机制几乎总是快速准确地发挥作用修复DNA链断裂。“DNA修复帮助阻止了癌症，维持细胞在最佳状态——这是每个细胞中常发生的事情，”Durocher博士说。

与之相矛盾的是，在有丝分裂过程中染色体分离进入到两个细胞——这一染色体最易受损的非常时刻，情况却是例外。

强迫修复，端粒会发生融合

论文的主要作者、Durocher实验室博士后Alexandre Orthwein说：“细胞复制DNA就像你在建立硬盘的备份副本一样。你希望备份副本与原件完全一样，你不希望复制过程中混入任何的错误。”

Durocher博士和他的研究小组展开了逆向研究。首先，他们确定了细胞分裂过程中修复蛋白无法识别并对染色体断裂起作用的机制。接下来，他们改变了修复蛋白迫使有丝分裂过程中发生DNA修复，并观察了发生的事件。

Orthwein博士说：“我们观察到了非常惊人的效应。“在细胞分裂过程中修复染色体损伤会导致其发生缺陷。问题追溯到了端粒，当DNA修复被重新激活时它们开始彼此融合。”

“换句话说，在细胞分裂的那一刻，细胞错误地将自身的端粒视作是受损DNA,然后对其进行了修复。”

这表明在有丝分裂过程中端粒是危险的结构，因为细胞暂时性地丧失了区分损伤DNA链和正常端粒的能力。“尽管我们还不知道发生这一切的原因，很明显它告诉了我们一些关于端粒和细胞分裂的基础性的东西。这奠定了我们未来工作的基础，”Durocher博士说。

结果表明在细胞分裂的这一脆弱时期细胞难于做出选择。它们采取关闭DNA修复的过激行为，阻止了染色体彼此发生错误融合。

Lunenfeld-Tanenbaum研究所主任Jim Woodgett博士说：“我们通常认为，我们知道引导如细胞分裂一类的基本过程的所有原理。但仍然有这么多可探索之处。这是一个很好的例子，演示了如何通过提出正确的问题来解答古老的谜题。”

这一新认识是否能够用于治疗疾病？Durocher博士说：“紫杉醇等化疗药物就是通过终止细胞分裂来发挥作用。从理论上讲，基于我们研究发现或许能够提高这些药物的效力，但即便如此那也还是遥不可及的未来。”（延伸阅读：Nature重要成果：不一样的DNA修复）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文索引：

The paper is entitled "Mitosis inhibits DNA double-strand break repair to guard against telomere fusions." Other co-authors from the Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute are Amélie Frade-Turcotte, Sylvie M. Noordermeer, Marella D. Canny, Catherine M. Brun, Jonathan Strecker, and Christina Escribano-Diaz.