发表于《自然》杂志上的一篇论文显示,美国北卡罗莱纳大学教堂山分校和北卡罗莱纳大学莱恩伯格综合癌症中心的研究人员发现了一种激活特定基因、导致癌症发生的新机制。此次调查研究结果可为攻击癌细胞开辟新的治疗方法路径。
新研究结果表明,融合发展两个无关基因的突变技术可以通过促进一种方法称为“液—液相分离”的过程,类似于油和水混合在一起,但二者又不能完全融合的过程也是一样。这一过程发生在细胞核内,可以形成具有各种物理特征的隔间,从而导致急性白血病等癌症的发生。
为了帮助解开这一过程,研究人员在携带名为NUP98-HOXA9的常见基因融合的癌细胞中进行了实验。这种异常融合只存在于白血病患者的血细胞中。
NUP98-HOXA9产生的蛋白质有无结构的延伸部分,被称为内在无序区(IDR)。研究人员发现,当NUP98-HOXA9蛋白质在细胞核中的浓度达到一个临界值时,IDRs就会促进液—液相分离过程,导致NUP98-HOXA9变成阶段性的或被分隔的状态,使得NUP98-HOXA9蛋白与DNA结合得更加紧密。结合后,在二者相分离时会产生一种被称为超级增强子的独特模式,这会让NUP98-HOXA9融合蛋白活性更强,从而导致侵袭性白血病的形成。
同时,研究人员还发现,在液—液相分离后,NUP98-HOXA9融合蛋白可以通过创建染色质环来影响基因组的三维结构。染色质循环有助于控制基因组的哪些区域是活跃的,哪些不是。它可以将其调控区与癌症基因连接起来,增加癌症基因的表达和致命性,促进癌症的发展。研究人员指出,这一发现是染色质环是由“相分离”形成的第一个明确证据。
北卡罗莱纳大学医学院细胞生物学和生理学助理传授道格拉斯·潘斯蒂尔暗示,因为在其他恶性肿瘤中也视察到了近似的基因融会,是以,这次发明的新机制也可用于解释其他类型癌症发展的原因。
分离及其在癌症中的作用一直是癌症研究中一块缺失的拼图。这个过程也可能影响神经退行性疾病,如阿尔茨海默氏病,这可能部分是由水相分离引起的。从理论上讲,一种可以专门进行破坏或溶解这种相分离状态的药物发展可能已经成为新的疗法。