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這是DNA復制過程中的一種自然的“抗失敗”機制，迄今為止尚不為人知。
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每次細胞分裂時，DNA分子都會被復制。如果DNA不是被復制一次，而是被復制幾次，即三倍甚至四倍，癌癥的可能性就會增加。
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新發(fā)現的抗失效系統(tǒng)依靠一種叫做RAD51的蛋白質來防止已經被復制的DNA再次被復制。
每次細胞分裂時，它的DNA都會被復制，這樣兩個子細胞就和它們的親本細胞具有相同的遺傳物質。這意味著人體內每天會發(fā)生數百萬次生化奇跡:DNA分子的復制。這是一項由特定蛋白質執(zhí)行的高精度工作，包括防止可能導致癌癥等疾病的潛在錯誤的系統(tǒng)。
西班牙國家癌癥研究中心(CNIO) DNA復制小組的研究人員剛剛發(fā)現了其中一種抗衰竭系統(tǒng)，該小組由Juan msamendez領導。它基于一種蛋白質，這種蛋白質可以確保DNA只被復制一次，而不是兩次或更多。
當DNA的一個區(qū)域被過度復制時，在分子中產生斷裂，癌癥相關基因被過度表達的可能性增加(如果它在過度復制區(qū)域);它對細胞功能的負面影響會更大，這可能是癌癥的開始。
因此，避免過度復制“可以防止DNA損傷，減少致癌基因被放大的機會，”msamendez說。
無錯誤地復制30億個零件的序列
DNA分子具有雙螺旋結構。要被復制，螺旋的兩條鏈首先被分開，每一條都作為復制機制的模板來構建兩條新的雙螺旋。完成這個過程需要幾個小時。在經常再生的組織中，如皮膚或腸道，細胞幾乎不間斷地復制(并復制DNA)。
這不是一個簡單的過程。一個人類DNA分子有30億個化學片段，即堿基——著名的字母A、T、C、g。這些字母排列的順序構成了遺傳信息，也就是告訴細胞在任何給定時刻制造這種或那種蛋白質的指令。
如果指令出錯，比如基因突變，疾病就會發(fā)生。因此，DNA復制是生物體的一個關鍵過程，它已經發(fā)展出幾種分子機制來避免錯誤。CNIO的研究人員現在發(fā)現的這種蛋白與RAD51蛋白有關。在這種情況下，它的任務是防止已經被復制一次的DNA片段再次被復制。
同時在成千上萬的地方開始復制
DNA復制同時從數千個位點開始，這些位點在行話中被稱為起源。負責復制的蛋白質附著在這些起點上開始工作，就像微型機器一樣。
控制過度復制的初始系統(tǒng)已經已知，它可以防止起源被激活多次。但是，如果錯誤地啟動了第二個復制進程，那么基于RAD51的新發(fā)現的反失敗機制就會發(fā)揮作用。
CNIO的研究人員觀察到RAD51暫時與新合成的DNA結合。如果復制過程在不經意間被重新激活，它在新DNA(現在作為復制模板)上的存在就會成為一種物理障礙:復制機器不能繼續(xù)前進。
第二個對復制的限制
該研究的第一作者Sergio Mu?oz說:“我們觀察到RAD51在DNA的再復制中起著第二次剎車的作用。”通過這種方式，“RAD51可以防止因重新激活的起源而產生的基因組復制。”
在《EMBO雜志》上發(fā)表的文章中，作者寫道:“DNA的再復制可以通過促進非整倍體(細胞中染色體數量不正確)和異質細胞群的形成來促進腫瘤細胞的發(fā)生，從而增強腫瘤細胞的適應性。”
RAD51的保護作用可能在腫瘤前病變中特別重要，在那里過度復制的風險增加。
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-3）
