独特“甜甜圈形”环状DNA或导致癌细胞更具侵袭性

独特“甜甜圈形”环状DNA或导致癌细胞更具侵袭性
2019年12月12日 09:15 新浪科技
在这张由扫描电子显微镜拍摄的图片中,蓝色箭头所指的是普通染色体,橙色箭头所指的则是环状DNA。  在这张由扫描电子显微镜拍摄的图片中,蓝色箭头所指的是普通染色体,橙色箭头所指的则是环状DNA。

  新浪科技讯 北京时间12月12日消息,据国外媒体报道,一项新研究发现,癌细胞的强大破坏力也许与其独特的“甜甜圈形”DNA有关。部分癌细胞中的DNA并不像健康细胞那样压缩折叠为线状结构,而是折叠为环状结构,导致癌症更具侵袭性。

  DNA不仅通过碱基序列、还通过形状传递信息。我们在生物课上学过,人类的大部分DNA都紧密折叠在细胞核中一种名叫染色体的结构里。几乎所有细胞都含有23对染色体,而每个染色体中包含的DNA都紧紧缠绕在蛋白质骨架上,展开后的长度可达1.82米。在这一结构中,有些基因可以被特定分子“读取”,从而将遗传指令传递下去;有些基因则始终处于隐藏状态,不会表达出来。这套机制受到精确调控,防止细胞传递错误的遗传指令、导致细胞复制脱离正轨。

  我们了解的所有遗传知识都显示,细胞内部的变化速度应当较为缓慢才对。但研究人员在几年前发现,在一种名叫胶质母细胞瘤的脑癌中,肿瘤的变化速度似乎快得不合常理,其肿瘤细胞分化时,似乎增加了原癌基因(即将正常细胞转化为癌细胞的基因)的表达。

  研究发现,部分高倍表达的原癌基因会从染色体上脱离,然后附着到细胞内部的其它DNA片段上。近一半的人类癌症中都有这种“染色体外”DNA片段(英文简称ecDNA)作祟,但在健康细胞中却鲜少发现它们的踪影。

  而在此次最新研究中,研究人员找到了ecDNA如此强势的原因。利用成像技术与分子分析技术发现这些DNA片段呈环形包裹在蛋白质骨架上,类似于在细菌体内发现的环形DNA。相比于普通DNA,环状DNA的结构相对更加开放,这样一来,其包含的遗传信息就会被更快地转录和表达出来,其中也包括原癌基因。因此,肿瘤细胞能够迅速复制出大量原癌基因,还能轻松适应不断变化的环境。

  健康细胞在分裂成子细胞时,会遵循特定的DNA分配规律。但癌细胞分配ecDNA时则颇为随机,有些子细胞甚至会在一次分裂中分配到多个原癌基因。(叶子)

癌细胞肿瘤细胞
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