科学家们确定了侵袭性肝癌的原因之一：“分子主食”

研究人员描述了一种阻碍癌症治疗的新的DNA修复机制。

　　

细胞经常发生故障，需要纠错机制才能正常工作。然而，在癌细胞的情况下，诱导错误对消除它们的努力是有益的。放疗和化疗等治疗方法会破坏癌细胞的DNA，导致细胞缺陷，但一些肿瘤细胞具有高效的DNA修复系统，使它们能够逃避这些治疗。最近的一项研究揭示了这些特殊的DNA修复系统之一。利用先进的纳米技术，研究人员首次观察到一种分子钉，它是DNA修复系统的一部分。这一发现为癌细胞如何逃避治疗提供了新的见解，并为开发新的癌症疗法开辟了可能性。         

研究人员发现了一种阻碍癌症治疗的新型DNA修复过程。

由于在细胞活动过程中不断发生故障，错误纠正对细胞至关重要。然而，诱导错误对杀死癌细胞是有益的。放射治疗和化学治疗通过破坏癌细胞的DNA而引起细胞缺陷。不幸的是，一些肿瘤细胞拥有高效的DNA修复系统，使它们能够逃避治疗。发表在《Cell Reports》上的一项新研究揭示了这些非凡的DNA修复系统之一。该团队使用尖端纳米技术方法揭示了分子短纤维的功能，这是首次观察到它的实际作用。

预后最差的肝癌

几年前，由Puri Fortes领导的团队发现，大约一半的肝细胞癌(最常见的肝癌类型)患者会产生一种名为NIHCOLE的RNA分子，这种分子主要存在于最具侵袭性的肿瘤中，与预后不良有关。Fortes和Moreno-Herrero得出结论，NIHCOLE在帮助修复损坏的DNA方面非常有效，这就是为什么放射治疗在肿瘤中效果较差的原因。通过消除NIHCOLE，用放疗治疗的癌细胞更容易死亡。

然而，NIHCOLE促进DNA断裂修复的分子机制尚不清楚。刚刚发表的论文解释了这一点:NIHCOLE形成了一座桥梁，将断裂的DNA片段连接在一起。

Llorca和Moreno-Herrero解释说:“NIHCOLE与识别DNA碎片两端的蛋白质同时相互作用，就像把它们钉在一起一样。”

了解这一机制可能有助于制定对抗预后最差的肝癌的策略。研究人员说:“NIHCOLE抑制剂药物的使用可能代表了一种最常见的肝癌的新疗法。”

用于拉伸DNA的磁性纳米镊子

为了了解NIHCOLE的工作原理，Fernando Moreno-Herrero的团队使用了磁镊子，这是一种纳米技术，可以研究单个分子的物理性质。研究人员设计了一种模拟断裂DNA的DNA分子，使他们能够检测到两个断裂末端之间的连接。首先，他们在DNA的一端附上一个微小的磁珠，大小为千分之一毫米，然后用磁性纳米镊子拉住这一端。拉伸的DNA的长度表明它是一个重组的DNA分子，其中DNA的断裂末端已经连接在一起，或者它是否仍然断裂。  

对于论文的作者来说，这些数据表明，NIHCOLE“通过帮助肿瘤细胞修复DNA断裂，从而维持癌细胞的恶性增殖，尽管细胞分裂本身的压力导致DNA损伤的积累。”

“垃圾DNA”不再是垃圾

NIHCOLE不是基因合成的蛋白质，而是RNA分子。它是20年前被生物学家称为垃圾DNA的一部分，当时正在对人类基因组进行测序。当时，他们错误地认为这种DNA是无用的。

Llorca解释说:“生物学的一个核心信条是，DNA中每个基因所包含的信息都被翻译成蛋白质。因此，当科学家们发现我们的DNA中只有2%含有基因时，他们都惊呆了;我们其余的基因组是干什么用的?无法想象98%的基因组都是无用的垃圾DNA。在过去的十年中，研究表明，这种黑暗基因组的一部分会产生非常长的RNA分子，其中一些在癌症中具有普遍的功能。”

NIHCOLE是这些长RNA分子中的一种，它的存在和功能直到最近才被发现，以至于生物学家仍然感到惊讶。同样令人惊讶的是，NIHCOLE作为分子主食只需要一小部分。

这篇论文的作者说:“这将允许开发阻断或扭曲这种结构的药物，从而提高癌症患者的放疗或化疗疗效。”

参考文献:

APLF and long non-coding RNA NIHCOLE promote stable DNA synapsis in non-homologous end joining