新发现的蛋白质可以阻止DNA的三次复制

这是DNA复制过程中的一种自然的“抗失败”机制，迄今为止尚不为人知。每次细胞分裂时，DNA分子都会被复制。如果DNA不是被复制一次，而是被复制几次，即三倍甚至四倍，癌症的可能性就会增加。新发现的抗失败系统依靠一种叫做RAD51的蛋白质来防止已经被复制的DNA再次被复制。

　　

• 这是DNA复制过程中的一种自然的“抗失败”机制，迄今为止尚不为人知。

• 每次细胞分裂时，DNA分子都会被复制。如果DNA不是被复制一次，而是被复制几次，即三倍甚至四倍，癌症的可能性就会增加。

• 新发现的抗失效系统依靠一种叫做RAD51的蛋白质来防止已经被复制的DNA再次被复制。

每次细胞分裂时，它的DNA都会被复制，这样两个子细胞就和它们的亲本细胞具有相同的遗传物质。这意味着人体内每天会发生数百万次生化奇迹:DNA分子的复制。这是一项由特定蛋白质执行的高精度工作，包括防止可能导致癌症等疾病的潜在错误的系统。

西班牙国家癌症研究中心(CNIO) DNA复制小组的研究人员刚刚发现了其中一种抗衰竭系统，该小组由Juan msamendez领导。它基于一种蛋白质，这种蛋白质可以确保DNA只被复制一次，而不是两次或更多。

当DNA的一个区域被过度复制时，在分子中产生断裂，癌症相关基因被过度表达的可能性增加(如果它在过度复制区域);它对细胞功能的负面影响会更大，这可能是癌症的开始。

因此，避免过度复制“可以防止DNA损伤，减少致癌基因被放大的机会，”msamendez说。

无错误地复制30亿个零件的序列

DNA分子具有双螺旋结构。要被复制，螺旋的两条链首先被分开，每一条都作为复制机制的模板来构建两条新的双螺旋。完成这个过程需要几个小时。在经常再生的组织中，如皮肤或肠道，细胞几乎不间断地复制(并复制DNA)。

这不是一个简单的过程。一个人类DNA分子有30亿个化学片段，即碱基——著名的字母A、T、C、g。这些字母排列的顺序构成了遗传信息，也就是告诉细胞在任何给定时刻制造这种或那种蛋白质的指令。

如果指令出错，比如基因突变，疾病就会发生。因此，DNA复制是生物体的一个关键过程，它已经发展出几种分子机制来避免错误。CNIO的研究人员现在发现的这种蛋白与RAD51蛋白有关。在这种情况下，它的任务是防止已经被复制一次的DNA片段再次被复制。

同时在成千上万的地方开始复制

DNA复制同时从数千个位点开始，这些位点在行话中被称为起源。负责复制的蛋白质附着在这些起点上开始工作，就像微型机器一样。

控制过度复制的初始系统已经已知，它可以防止起源被激活多次。但是，如果错误地启动了第二个复制进程，那么基于RAD51的新发现的反失败机制就会发挥作用。

CNIO的研究人员观察到RAD51暂时与新合成的DNA结合。如果复制过程在不经意间被重新激活，它在新DNA(现在作为复制模板)上的存在就会成为一种物理障碍:复制机器不能继续前进。

第二个对复制的限制

该研究的第一作者Sergio Mu?oz说:“我们观察到RAD51在DNA的再复制中起着第二次刹车的作用。”通过这种方式，“RAD51可以防止因重新激活的起源而产生的基因组复制。”

在《EMBO杂志》上发表的文章中，作者写道:“DNA的再复制可以通过促进非整倍体(细胞中染色体数量不正确)和异质细胞群的形成来促进肿瘤细胞的发生，从而增强肿瘤细胞的适应性。”

RAD51的保护作用可能在肿瘤前病变中特别重要，在那里过度复制的风险增加。