2013年8月19日

活细胞中可视化的癌症染色体异常

染色体易位 通过标记有不同颜色的荧光蛋白(绿色,红色)的断裂可以看到染色体易位。 DNA被染成蓝色。国家癌症研究所

研究人员首次观察到染色体的断裂末端如何错误地彼此重新结合,这是癌细胞中常见的异常现象。

染色体是我们细胞内部的结构,由紧密缠绕的DNA组成。 DNA包含指示细胞如何制造特定蛋白质的基因,以及编排如何使用这些基因的非编码序列。

人类通常具有23对染色体,这些染色体在每个细胞的细胞核内包装约6英尺长的DNA。许多疾病和状况是由染色体数目或结构异常引起的。例如,具有3个染色体21副本而不是2个染色体副本会导致唐氏综合症。

将一条染色体的一部分转移到另一条染色体(称为染色体易位)会导致癌症。染色体易位是罕见的并且难以研究。 Drs。领导的团队。 NIH国家癌症研究所(NCI)的Vassilis Roukos和Tom Misteli着手了解活细胞中染色体易位的形成方式。他们的发现发表在2013年8月9日的 科学。

研究人员用红色或绿色荧光标签标记了小鼠细胞中的不同染色体,然后诱导了染色体DNA的断裂。他们使用先进的成像技术,追踪荧光标记的染色体切割末端是否正确地彼此重新连接或以错配的方式重新连接。对于某些实验,他们使用延时显微镜在长达24小时的时间内同时跟踪了数千个细胞。

科学家发现,大多数染色体断裂能正确地重新附着,因为细胞具有内置的修复机制来修复DNA断裂。但是,他们能够捕获罕见易位的延时图像。

在进一步的实验中,研究人员发现他们可以通过抑制DNA修复机制的关键部分来增加染色体易位的可能性。特别是,当它们阻断一种称为DNA依赖性蛋白激酶(DNAPK)的蛋白时,该蛋白是机器的组成部分,易位增加了近10倍。

Misteli说:“只有在NCI能够使用革命性的成像技术,我们才有可能看到癌症形成的这一基本过程。” “我们现在终于可以开始真正地探索癌细胞的这些基本特征是如何形成的。”

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参考文献: 科学。 2013年8月9日; 341(6146):660-4。 doi:10.1126 / science.1237150。 PMID:23929981。

资金: NIH国家癌症研究所(NCI)。