可視化復(fù)雜的細(xì)胞機(jī)器以產(chǎn)生關(guān)于癌癥的新見解

鹽湖城-控制染色體結(jié)構(gòu)的細(xì)胞機(jī)器(如RSC復(fù)合體)在大約五分之一的人類癌癥中發(fā)生了突變?，F(xiàn)在，科學(xué)家們第一次為這種多蛋白機(jī)器開發(fā)了高分辨率視覺地圖，解釋了RSC復(fù)合體的工作原理及其在健康和癌細(xì)胞中的作用。這項(xiàng)研究由美國(guó)猶他大學(xué)教授和腫瘤學(xué)家亨斯邁癌癥研究所(HCI)癌癥研究員布拉德利凱恩斯博士、中國(guó)清華大學(xué)高寧博士和陳竹成博士共同領(lǐng)導(dǎo)。這項(xiàng)研究發(fā)表在今天的《科學(xué)》期刊上。

基因表達(dá)的過(guò)程是所有生物中每個(gè)細(xì)胞行為的基礎(chǔ)?；虮磉_(dá)為細(xì)胞協(xié)調(diào)行為提供了藍(lán)圖，包括生長(zhǎng)、死亡和對(duì)細(xì)胞環(huán)境變化的反應(yīng)。基因表達(dá)對(duì)于活的健康細(xì)胞和癌細(xì)胞至關(guān)重要。但是，癌細(xì)胞表達(dá)的基因的指令是有缺陷的，往往會(huì)導(dǎo)致生長(zhǎng)失控。RSC及其相關(guān)復(fù)合物是染色體結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)的關(guān)鍵調(diào)控因子。一旦RSC復(fù)合物與基因組結(jié)合，它將進(jìn)行類似機(jī)器的運(yùn)動(dòng)，從而暴露染色體中的脫氧核糖核酸片段并觸發(fā)基因表達(dá)。

大約20年前，凱恩斯發(fā)現(xiàn)了RSC化合物，后來(lái)他通過(guò)鑒定許多蛋白質(zhì)成分并揭示其類似機(jī)器的行為，將它添加到他的發(fā)現(xiàn)中?，F(xiàn)在，凱恩斯和他的同事們已經(jīng)確定了這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是如何與蜂窩機(jī)械一起工作的。他相信這些發(fā)現(xiàn)將對(duì)某些癌癥的發(fā)展有非常重要的見解。凱恩斯說(shuō)，“RSC復(fù)合體在健康細(xì)胞和癌細(xì)胞中發(fā)揮著重要作用?！薄艾F(xiàn)在，我們可以精確地可視化RSC復(fù)合體的高分辨率地圖，包括其所有組件。我們可以看到復(fù)合物如何與染色體和脫氧核糖核酸相互作用，以及它是如何移動(dòng)的。這提供了至關(guān)重要的信息，有助于我們理解RSC——就像復(fù)合物與癌癥有關(guān)一樣。”

先前的研究導(dǎo)致了一個(gè)分辨率較低的RSC復(fù)合物模型，但許多問題仍未得到解答，包括該復(fù)合物的亞單位如何組裝并與染色體基因組相互作用。凱因斯和他的同事，包括實(shí)驗(yàn)室成員塞德里克克萊皮爾、博士和納文維爾馬，利用酵母細(xì)胞(研究染色體和基因表達(dá)的經(jīng)典模型系統(tǒng))建立在現(xiàn)有知識(shí)的基礎(chǔ)上。他們利用新的先進(jìn)的顯微技術(shù)，使他們能夠高度可視化染色體結(jié)構(gòu)。凱恩斯和他的同事能夠通過(guò)開發(fā)大量含有正常和突變形式的RSC復(fù)合物的細(xì)胞系來(lái)進(jìn)一步研究RSC復(fù)合物。接下來(lái)，他們的團(tuán)隊(duì)使用冷凍電子顯微鏡研究酵母RSC，直到最近才開發(fā)出來(lái)。

科學(xué)家們現(xiàn)在正在利用這些信息來(lái)進(jìn)一步了解RSC復(fù)合體及其在癌癥中的作用。凱恩斯說(shuō)：“這項(xiàng)研究對(duì)于我們理解健康細(xì)胞和癌細(xì)胞中染色體基因是如何暴露和表達(dá)的能力具有至關(guān)重要的意義?！薄斑@類信息是科學(xué)家用于開發(fā)新藥和了解腫瘤基因組特征的過(guò)程中的關(guān)鍵一步?！?

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