酵母研究促使重新考虑DNA保护

DNA复制在应激时更容易出错，导致可能导致疾病的突变。细胞竭尽全力保持基因组的完整性。但是，当资源稀缺时，错误开始蔓延到DNA代码中，带来潜在的灾难性后果，新的研究表明。在细胞分裂过程中，DNA在任何时候都不会被复制，因此它可以在后代细胞之间共享。为了避免DNA复制过程中的错误，细胞使用校对酶，以高保真度复制代码。或者有人认为。

现在由多伦多大学Donnelly细胞和生物分子研究中心生物化学教授Grant Brown领导的一项新研究表明，在压力时，DNA复制错误比以前更加频繁。尽管研究人员研究了酵母细胞，但类似的过程可能会增加我们自身细胞中的突变率，导致癌症和其他疾病。

研究结果已在“ 分子细胞 ”杂志上发表。

这一发现得到了布朗和大卫加洛的博士学位。出乎意料的是，做了大部分工作的学生。他们正在研究在有限供应的核苷酸碱基下培养的细胞中的DNA复制，所述核苷酸碱基构成DNA编码的A，T，C和G字母。“你可以把它想象成你的汽车耗尽燃料。我们正在从DNA复制中去除气体，”Gallo解释道。

例如，当食物缺乏或疾病时，当资源被快速增殖的癌细胞耗尽时，细胞可能会遇到这种类型的压力。

为了制作其基因组的拷贝，细胞首先将双DNA螺旋展开成单链，其中每条链作为模板通过互补碱基配对合成新DNA，A与T和C与G合成。这通常通过以下方式完成： DNA聚合酶“非常准确，只能很少出错才能确保生命蓝图以高保真度传递给下一代，”布朗说。

但缺乏DNA构建模块导致细胞需要另一种类型的DNA聚合酶，这种方法更容易引起误解。这是令人惊讶的，因为容易出错的聚合酶被认为属于紧急修复机器，其响应于物理损伤而被激活，例如由UV光或一些致癌物引起的DNA损伤。虽然这些酶很快就会复制过去DNA的受损部分，但它们也会出错。

这种所谓的“诱变修复”似乎是保存DNA的一种奇怪方式，但它有助于避免更糟的基因组破坏情况，其中未缠绕的DNA链可导致染色体的一部分丢失。

布朗说：“最好复制并犯一些错误，而不是让它不被发现，并且对染色体重排开放，这对细胞来说会更糟糕。”

该研究提供了强有力的证据，证明在没有明显的DNA损伤时使用易出错的聚合酶。这表明这些聚合酶可以复制比所欣赏的更多的DNA，并且这可能是导致疾病的更多突变的来源。

如果对人类细胞也是如此，这一发现可能会对癌症研究产生影响。我们的细胞具有相同的容易出错的DNA复制机制。快速增殖的癌细胞经常会经历所谓的致癌基因诱导的复制应激，当它们耗尽燃料时DNA复制率超过核苷酸供应。在这些条件下，细胞可以采用容易出错的DNA复制，其中新的突变可以帮助癌症存活，尽管未来的研究仍有待证实。

“在癌基因诱导的复制应激过程中，错误倾向的DNA复制途径很可能被激活，以帮助癌细胞存活，”Gallo说。“这将成为选择性杀死癌细胞的热门治疗靶点。”