Nature：发现癌细胞生长的刹车

　　

生物通报道  来自纽约大学Langone医学中心的研究人员称，发现抑制一种特异酶的作用可显著减慢与BRCA1和BRCA2遗传突变相关的一些肿瘤细胞的生长。众所周知，BRCA1和BRCA2突变与一些乳腺癌及卵巢癌关系密切（延伸阅读：Nature阐析明星抑癌基因功能 ）。

资深研究员、纽约大学Langone医学中心细胞生物学家Agnel Sfeir博士说，如果进一步的实验证实成功，这些研究结果将可能促成一类新靶向疗法对抗具有BRCA1和BRCA2突变的癌症。研究人员将他们在小鼠和人类细胞实验中所取得的研究发现发布在2月2日的《自然》（Nature）杂志上。

Sfeir博士和合作者们称，他们是在努力解答细胞是如何阻止线性染色体端粒末端粘结在一起这一基础生物学问题的过程中，获得有关这一称作为PolQ的酶的研究发现的。一些细胞DNA修复机制可将作为细胞代谢组成部分发生断裂的端粒缝合到一起。研究人员说，但这样的融合会损害正常的细胞生长和存活（索取CellASIC-微流控活细胞芯片资料，真实记录细胞对环境变化的反应 ）。

Sfeir 博士说：“从纯粹的生物学意义上讲，我们的研究结果表明了，我们知道在几种肿瘤中活化的这一特异酶通过一种叫做alt-NHEJ的破坏性DNA修复信号通路，插入整个DNA片段促进了有害的端粒融合。发现阻断PolQ的作用可以减少超过一半癌细胞生长，意义相当非凡。”

在这项研究中，Sfeir博士和斯克里普斯研究所的同事们着重分析了端粒DNA。他们注意到，当染色体末端连接之时，整个新遗传物质片段都会插入到端粒DNA中，表明有十几个或更多的DNA合成聚合酶在起作用。研究人员随后将焦点放到了PolQ上，其部分原因在于众所周知它在包括乳腺癌和卵巢癌，以及肝癌和结肠癌等几种肿瘤中活化。乳腺癌和卵巢癌是美国妇女癌症死亡主要原因之一。

另外的一些实验证实，PolQ是激活这一DNA修复alt-NHEJ信号通路的必要条件。不同于主要的无差错信号通路——HDR信号通路，alt-NHEJ信号通路并不利用相关染色体的遗传物质作为模板，来细致地纠正所有受损遗传物质。因此，alt-NHEJ有着极大的可能性留下编码错误。

Sfeir博士补充说：“我们的研究将继续探究alt-NHEJ信号通路的作用机制。以及除PolQ之外，细胞在容易出错或无差错的DNA修复信号通路之间选择了哪些生物因子。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Mammalian polymerase θ promotes alternative NHEJ and suppresses recombination

The alternative non-homologous end-joining (NHEJ) machinery facilitates several genomic rearrangements, some of which can lead to cellular transformation. This error-prone repair pathway is triggered upon telomere de-protection to promote the formation of deleterious chromosome end-to-end fusions1, 2, 3. Using next-generation sequencing technology, here we show that repair by alternative NHEJ yields non-TTAGGG nucleotide insertions at fusion breakpoints of dysfunctional telomeres. Investigating the enzymatic activity responsible for the random insertions enabled us to identify polymerase theta (Polθ; encoded by Polq in mice) as a crucial alternative NHEJ factor in mammalian cells. Polq inhibition suppresses alternative NHEJ at dysfunctional telomeres, and hinders chromosomal translocations at non-telomeric loci. In addition, we found that loss of Polq in mice results in increased rates of homology-directed repair, evident by recombination of dysfunctional telomeres and accumulation of RAD51 at double-stranded breaks. Lastly, we show that depletion of Polθ has a synergistic effect on cell survival in the absence of BRCA genes, suggesting that the inhibition of this mutagenic polymerase represents a valid therapeutic avenue for tumours carrying mutations in homology-directed repair genes.