科學(xué)家詳細(xì)介紹了細(xì)胞對病變的反應(yīng)
SLU科學(xué)家Alessandro Vindigni博士在最近發(fā)表在Nature Structural&Molecular Biology上的一篇綜述論文中,描述了當(dāng)細(xì)胞DNA面臨復(fù)制壓力時(shí)細(xì)胞使用的策略,這些挑戰(zhàn)可能會破壞細(xì)胞的繁殖能力。在這種做或死的情況下,細(xì)胞有幾種策略可以幫助它們克服病變或其他障礙,以確保忠實(shí)傳遞其遺傳信息。
Vindigni是圣路易斯大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)教授,他說,幾種分子途徑有助于維持基因組穩(wěn)定,預(yù)防或限制癌癥和過早衰老。“解讀細(xì)胞用來忠實(shí)復(fù)制我們的基因組并應(yīng)對DNA 病變的機(jī)制是診斷和治療幾種人類疾病的必要條件,”Vindigni說。
對于細(xì)胞,壓力以DNA損傷的形式出現(xiàn),每個細(xì)胞每天可發(fā)生100,000次。它們可能是正常代謝活動的結(jié)果,如自由基,以及暴露于環(huán)境因素,如紫外線輻射,X射線和化學(xué)化合物。DNA通過解壓縮其兩條交織的鏈并復(fù)制每條鏈來復(fù)制。隨著DNA鏈的分離和復(fù)制,它們形成了“復(fù)制叉”。有時(shí),這些叉子會遇到阻礙其進(jìn)展的障礙 - 如病變。
Vindigni說,雖然病變構(gòu)成嚴(yán)重威脅,但我們的細(xì)胞已經(jīng)進(jìn)化出優(yōu)雅的機(jī)制來應(yīng)對。
在論文中,Vindigni詳述了細(xì)胞在面對復(fù)制壓力時(shí)使用的幾種應(yīng)對策略:選擇瑜伽,冥想或在緊張事件后去看電影的細(xì)胞版本。
細(xì)胞壓力破壞包括fork repriming,fork reversal,fork degradown and backtracking,replication-fork brokenage,以及復(fù)制fork重啟期間的replisome動態(tài)。這些方法都使細(xì)胞有機(jī)會修復(fù)其路徑中的障礙,避免將遺傳錯誤傳遞給其子細(xì)胞。
DNA損傷的不當(dāng)修復(fù)可導(dǎo)致突變,染色體結(jié)構(gòu)異常或遺傳信息丟失,進(jìn)而導(dǎo)致過早衰老,癌癥和遺傳異常。
根據(jù)基因組不穩(wěn)定程度,這些改變將決定細(xì)胞是否存活,進(jìn)入生長停滯狀態(tài)或死亡。
科學(xué)家們?nèi)栽诎l(fā)現(xiàn)復(fù)制壓力的其他原因以及細(xì)胞復(fù)制機(jī)制可以用來響應(yīng)它們的途徑。Vindigni的論文詳述了幾個最近發(fā)現(xiàn)的途徑; 現(xiàn)在,研究人員希望更多地了解細(xì)胞如何選擇策略。
Vindigni預(yù)測,更多地了解細(xì)胞如何對復(fù)制壓力做出反應(yīng)將是設(shè)計(jì)未來療法的關(guān)鍵,尤其是癌癥。
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