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DNA复制可发生于细胞分裂期,Nature新发现重写教科书  

2015-12-14 19:24:28|  分类: 我们一起来科普— |  标签: |举报 |字号 订阅

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12月2日,顶级学术期刊《Nature》发表一篇关于DNA复制时间点的最新研究,证实除了细胞分裂间期S期之外,DNA复制还会出现在细胞分裂期。很明显,这一新发现与教科书内容相悖,有望为癌症治疗提供新的思路。


知识回顾:教科书中的细胞周期


生物课本上对于细胞周期的描述如下:(参考自《细胞生物学》)


细胞周期(Cell Cycle):细胞从一次分裂结束到下一分裂结束的全过程,包括细胞分裂间期和分裂期两个重要阶段。分裂间期细胞合成DNA、RNA和蛋白质等多种物质,为细胞分裂做准备。

细胞分裂间期分成:DNA合成前期(G1期,主要合成RNA和核糖体)、DNA合成期(S期,主要合成DNA和组蛋白)、DNA合成后期(G2期,主要合成RNA和蛋白质)。而,细胞分裂期(M期)包括前期、中期、后期和末期。从分裂间期到分裂期之后再经由间期周而复反,这是维持生命的基础。特别是,从G1到S期以及G2到M期,是分子合成活跃时期。


请注意:DNA复制过去一直被认为仅发生在分裂间期的S期。然而,事实并非如此。最新研究证实一些基因组特殊区域的DNA复制发生在有丝分裂初期。

DNA复制可发生于细胞分裂期,Nature新发现重写教科书 - 蒋迎仙 - 蒋世禄的生物课堂内外

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新发现:DNA复制还可发生在细胞分裂期


位于染色体脆性位点,与癌细胞形成有关


这一突破性研究由蛋白哥本哈根大学染色体和健康衰老研究中心Ian Hickson 教授带领的研究团队完成。他们发现,在癌细胞中,细胞分裂期也存在DNA复制,而且复制的DNA主要位于基因组特定区域——“脆性位点”。


过去的研究显示染色体脆性位点处于其间隙或不连续的间隔区。脆性位点在物种间保守,且该区域染色体易断裂,推测其对与癌症相关联的错误基因组重排有影响。


近期的研究则是对脆性位点机制的重新审视:它并非代表染色体真正断裂,而是指细胞分裂期新合成的DNA区域。之所以看起来像断裂,是因为新合成的DNA区域与染色体其他区域连接不紧密。癌细胞正是利用这种特殊时期的DNA复制模式进行无限恶性增殖,


我们都知道DNA在S期合成,而最新的研究却证实了不一致的结论。这种颠覆传统的发现并非刻意研究的结果,而是科学家偶然在癌细胞中发现异常,并耗时三年探索特殊现象背后的机制。


因为多数癌症都与脆性位点DNA复制相关,所以研究人员推测找到阻止这一异常DNA复制的关键因子或化合物,从而从根本上阻止癌症,开启抗癌治疗的新方法。目前,团队已经鉴定出两种蛋白对分裂期DNA复制信号通路至关重要。下一步研究计划是找到调控脆性位点DNA复制完整的“工具箱”。

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