每個分裂細胞的目標是將其基因組準確地分離成兩個基因相同的子細胞。然而，這個過程經(jīng)常出錯，并可能導(dǎo)致癌癥和先天性疾病中發(fā)現(xiàn)的一類新的染色體異常，UT西南醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家在一項新的研究中報告。這項發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》雜志上，揭示了癌細胞如何迅速進化出加速其增殖的基因組變化。

“癌癥基因組非常復(fù)雜。我們的研究結(jié)果提供了對染色體改變的不同模式如何形成和推動癌癥發(fā)展的基本理解，“UT西南大學(xué)病理學(xué)和細胞生物學(xué)助理教授Peter Ly博士說，他與高級研究科學(xué)家Yu-Fen Lin博士共同領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。

這篇論文的重點是稱為染色體裂縫的過程，這是一個源自希臘語的術(shù)語，描述了染色體災(zāi)難性地破碎成小片段。

在這項研究中，Ly博士和Ly實驗室的同事研究了來自稱為微核的異常結(jié)構(gòu)的破碎染色體如何在細胞分裂過程中移動。研究人員發(fā)現(xiàn)，染色體片段在細胞分裂過程中保持粘在一起，而不是分散在整個細胞中。這使得破碎的染色體作為一個單元分離到兩個子細胞中的一個中，細胞的DNA修復(fù)機器以不正確的順序隨意地將這些碎片縫合在一起，形成一條重新排列的染色體。

研究人員發(fā)現(xiàn)了一種由CIP2A和TOPBP1組成的蛋白質(zhì)復(fù)合物，它在細胞分裂過程中將DNA片段連接在一起。這個過程的基因組特征可以在25種癌癥類型中檢測到，導(dǎo)致關(guān)鍵的腫瘤抑制基因丟失。這些發(fā)現(xiàn)建立在Ly博士之前的工作基礎(chǔ)上，Ly博士設(shè)計了獨特的實驗系統(tǒng)，在實驗室中重建和研究色薊病。

“自從在癌癥基因組中發(fā)現(xiàn)染色體分裂以來，了解破碎的染色體片段如何重新組裝以產(chǎn)生混亂的染色體令人費解。我們現(xiàn)在已經(jīng)解決了這個難題的關(guān)鍵部分，“Harold C. Simmons綜合癌癥中心的成員和德克薩斯州癌癥預(yù)防和研究所(CPRIT)癌癥研究學(xué)者Ly博士說。

當研究人員通過刪除編碼CIP2A或TOPBP1的基因來防止栓系時，染色體片段在細胞分裂過程中分散，導(dǎo)致它們在兩個子細胞的細胞核和細胞質(zhì)中積累，最終殺死它們。

“這些發(fā)現(xiàn)表明，具有微核的染色體不穩(wěn)定和/或DNA修復(fù)缺陷腫瘤可能容易受到CIP2A抑制，”Ly博士說。他的實驗室計劃繼續(xù)研究CIP2A-TOPBP1在維持基因組穩(wěn)定性中的作用，以及這種蛋白質(zhì)復(fù)合物是否可以成為癌癥治療的相關(guān)靶標。

為這項研究做出貢獻的其他UT西南研究人員是Qing Hu博士，Alice Mazzagatti博士和Rashmi Dahiya博士，博士后研究員;以及生物醫(yī)學(xué)科學(xué)研究生院的學(xué)生Elizabeth Maurais，Justin Engel和Giaochau Nguyen。