实验解释了癌细胞中分子炸弹背后的事件

由于科学家已开始对癌细胞基因组进行测序，他们已经注意到了一种奇怪的模式。在许多不同类型的癌症中，存在这样的细胞，其中染色体的一部分看起来像已被粉碎，然后错误地重新组合在一起，导致多个突变。多年来，这种现象困扰着科学家们。但洛克菲勒大学的一项新研究表明，这种奇怪的分子爆炸可以解释为癌症的前兆。

“ 癌症中的'旧'观念是，它起源于第一次不良突变，然后是第二次突变，第三次突变，依此类推，直到细胞不受控制地分裂，导致癌症，”Titia de Lange，Leon Hess说道。该研究的负责人，细胞生物学和遗传学实验室的教授和负责人。“这是一个关于癌症如何出现的全新观点 - 炸弹在染色体的一部分中消失，同时你会得到多个突变。这些最新发现揭示了炸弹背后的分子细节。”

该研究于12月17日在Cell上发表，描述了导致被称为chromothripsis的现象的细胞事件。然而，这些关于chromothripsis起源的见解来自对另一种可导致癌症的分子事件的调查，称为端粒危象。

当染色体末端的保护帽(称为端粒)因细胞分裂而缩短时，会导致端粒危象。由于端粒中存在较少的DNA，因此防止单独的染色体彼此附着变得更加困难。如果这些异常细胞存活并继续分裂，它们就会导致癌症。

研究人员通过阻断蛋白质复合物来重建人体细胞中的端粒危机，这种蛋白质复合物可防止端粒融合，并阻止一些保护细胞免于癌变的分子途径。第一作者，de Lange实验室的博士后John Maciejowski拍摄了随后发生的事件。

长期以来，研究人员认为，一旦两条染色体在其端粒融合在一起，它们最终会在细胞分裂过程中分裂。但研究人员发现，根本不是发生了什么。相反，具有融合染色体的细胞继续与其附着的染色体分开。一旦分裂完成并且新的子细胞试图彼此远离，它们共享的那条染色体就会被拉伸，形成所谓的染色质桥。“我认为它是一个被夹在中间的气球，两个外圈相互拉开，”德兰格说。“或者像一场拉锯战，每个牢房都代表着对方的队伍，绳子被伸展，拉伸和伸展。” 染色质桥可以达到0。

最终，该桥被一种设计用于靶向不友好DNA的酶分解，例如来自病毒的DNA。在这里，研究人员得到了一个惊喜 - 他们发现降解桥DNA的酶TREX1通常存在于含有染色体的细胞核外。但随着两个附着的细胞相互远离，拉伸桥DNA，这种张力会在细胞核周围的细胞膜上产生微小的撕裂，TREX1进入并破坏染色质桥。

一旦TREX1导致染色质桥崩解，两个子细胞就会相互脱离。每个都携带一些桥的DNA片段，细胞然后试图重新组合在一起。一些细胞死于这一事件的创伤，但其他细胞存活和分裂，传播受损的DNA，其可能包含改组的部分，或已经失去一些抑制癌症的基因。换句话说，这一系列事件会产生色素沉着。“这些研究结果有望帮助科学家了解可导致癌症的早期分子事件，这可能有一天会为诊断早期疾病的新方法提供信息，”德兰格说。