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基础研究|广东科学家揭示癌细胞简化自身基因组冗余序列以便快速增殖

广东基础研究  · 公众号  ·  · 2017-08-04 15:43

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癌细胞为了更快的复制,会主动“删减”自己的基因组——减少核糖体DNA的重复序列。但是,“去繁从简”是需要付出代价的,核糖体DNA拷贝数的减少会造成基因组不稳定,从而让癌细胞对化疗药物更敏感。



6月22日,中山大学附属口腔医院许宝山副研究员与美国斯托沃斯医学研究所(Stowers Institute for Medical Research)的Jennifer L. Gerton教授在《PLoS Genetics》期刊合作发表“Ribosomal DNA copy number loss and sequence variation in cancer”研究论文,揭示 癌细胞可“去繁从简”基因组中冗余的核糖体DNA重复序列来达到快速增殖的目的 。文章刊出,即受到“The Scientist”、“ScienceDaily”、“生物通”、“搜狐科技”、“易科学”、“测序中国”等国内外科技新闻网站的广泛关注。



核糖体DNA编码核糖体的关键组分-核糖体RNA,对蛋白质翻译和细胞增殖具有重要的作用。然而,核糖体DNA的拷贝数在人类基因组中是易变的,由于技术手段的限制,人们对哺乳动物细胞如何维持和控制核糖体DNA的拷贝数和稳定性所知甚少。该研究应用计算生物学和数字微滴式PCR(Droplet digital PCR)方法分析了正常和癌症状态下,人类和小鼠基因组中核糖体DNA的拷贝数和序列变异情况。发现人类癌症基因组中核糖体DNA拷贝数出乎意料地显著减少,并伴随许多其他基因拷贝数的变异。此外,癌症基因组的核糖体DNA序列也更易发生突变。



根据文献证据的提示,研究团队进一步探讨了癌症模型中mTOR(哺乳动物雷帕霉素靶蛋白,mammalian target of rapamycin)功能与核糖体DNA拷贝数减少的关系。发现Pten基因(mTOR信号通路的负调控因子)敲除的白血病小鼠模型中,癌症造血干细胞早期就出现核糖体DNA拷贝数的减少,但其细胞增殖、核糖体RNA合成和蛋白翻译水平等均显著提高。说明核糖体DNA拷贝数丢失是mTOR通路过表达的癌症的一种常见特征。这一研究结果提示,测定核糖体DNA拷贝数,可成为预测癌症对DNA损伤药物敏感性的一个简单而有效的新指标。







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