发现侵袭性癌症的原因之一：一种有助于修复断裂DNA的“分子钉” _癌症

研究人员描述了一种阻碍癌症治疗的新的DNA修复机制。资料来源：CireniaSketches/CNIO
据西班牙国家癌症研究中心：纠错机制对细胞非常重要，因为随着所有细胞活动的不断进行，故障总是会出现。但当涉及到杀死癌症细胞时，诱导错误对细胞来说是最有利的。放射治疗和化学疗法可以通过破坏细胞的DNA而导致细胞缺陷。然而，一些肿瘤细胞有一种异常高效的DNA修复机制，可以让它们逃避癌症治疗。
在《细胞报告》上发表的一篇论文中，CNIO的奥斯卡·略尔卡、CNB的费尔南多·莫雷诺·埃雷罗和纳瓦拉CIMA大学的普里·福特斯揭示了其中一种特殊修复系统的工作原理：一种使用新的纳米技术首次显示出作用的分子缝钉。
预后最差的癌症
几年前，由Puri Fortes团队领导的一个团队发现，大约一半的肝细胞癌（最常见的癌症类型）患者会产生一种称为NIHCOLE的RNA分子，这种分子主要存在于最具侵袭性的肿瘤中，并且预后不良。Fortes、Llorca和Moreno Herrero得出结论，NIHCOLE在帮助修复断裂的DNA方面非常有效，这就是为什么放疗在存在肿瘤的地方效果较差的原因。通过消除NIHCOLE，接受放射治疗的癌症细胞更容易死亡。
然而，NIHCOLE促进DNA断裂修复的分子机制尚不清楚。刚刚发表在《细胞报告》上的论文解释了这一点：NIHCOLE形成了一个桥梁，将断裂的DNA片段连接在一起。
Llorca和Moreno Herrero解释说：“NIHCOL与识别DNA片段两端的蛋白质同时相互作用，就像将它们缝合在一起。” 。
了解这一机制可能有助于制定应对预后最差肝癌的策略。研究人员说：“NIHCOLE抑制剂药物的使用可能代表了对最常见的癌症的一种新的治疗方法。” 。
用于拉伸DNA的磁性纳米镊子
为了了解NIHCOLE的工作原理，费尔南多·莫雷诺-海列罗的团队使用了磁性镊子，这是一种纳米技术，可以研究单个分子的物理财产。
研究人员设计了一种模拟断裂DNA的DNA分子，使他们能够检测两个断裂末端之间的连接。首先，他们将一个千分之一毫米大小的微小磁珠附着在DNA的一端，然后使用磁性纳米镊子将其拉上。拉伸的DNA的长度表明它是一个重组的DNA分子，其中DNA的断裂端已经连接在一起，还是仍然断裂。
对于《细胞报告》论文的作者来说，这些数据表明，NIHCOLE“通过帮助肿瘤细胞修复DNA断裂，赋予肿瘤细胞优势，从而维持癌症细胞的恶性增殖，尽管细胞分裂本身的压力会导致DNA损伤的积累。”
不再是垃圾的“垃圾DNA”
NIHCOLE不是由基因合成的蛋白质，而是RNA分子。20年前，当人类基因组被测序时，生物学家称之为垃圾DNA 。当时，他们错误地认为这种DNA是无用的。
Llorca解释道，“生物学的核心信条之一是，DNA中每个基因所包含的信息都被翻译成蛋白质。因此，当科学家们发现只有2%的DNA包含基因时，他们感到震惊；我们基因组的其余部分是干什么的？98%的基因组是垃圾、无用的DNA，这是不可想象的。在过去十年中，有研究表明，这种黑暗的基因组的一部分产生了非常长的RNA分子，其中一些在癌症中具有普遍功能。"
NIHCOLE是这些长RNA分子中的一种，其存在和功能直到最近才被发现，以至于生物学家仍然感到惊讶。同样令人惊讶的是，仅仅需要一小块NIHCOLE就可以作为分子主食。
这篇论文的作者说：“这将允许开发阻断或扭曲这种结构的药物，从而提高癌症患者放疗或化疗的疗效。” 。