科学家发现细胞运动在癌症中的作用
犹他州的科学家们发现了一种关键细胞机器的新功能，它可以调节基因包装，并在20%的人类癌症中发生突变。这项研究发表在今天的杂志上分子细胞．
基因是细胞DNA的片段，基因包装被称为染色质。当基因未被激活时，它们被紧密地包装起来，当染色质重塑机器将它们拆开基因需要打开。染色质调节机器的突变是癌症和其他人类疾病的重要驱动因素，因为突变的染色质调节器不恰当地分解和表达基因，这破坏了正常的细胞生长、特性和发育。
染色质重塑机一直是Brad Cairns博士长期关注的焦点，他是该研究的主要作者，他在1996年发现了第一台染色质重塑机。凯恩斯是亨茨曼癌症研究所(HCI)的科学家，也是犹他大学(U of U)的肿瘤学教授和主席。凯恩斯实验室致力于了解染色质如何影响人类和其他生物的基因表达，并为细胞生长、鉴定和发育提供指导。这项工作的一个重要方面是更好地理解染色质在癌症和其他疾病中的作用。
染色质的主要成分是核小体，它类似于DNA像绳子一样包裹在上面的珠子，这就解释了为什么染色体在高倍显微镜下看起来像绳子上的珠子。凯恩斯和他的同事们想知道这些珠子是如何沿着DNA移动或从DNA中移除，以解开包装并暴露基因的。先前的研究表明，染色质重塑机器有一个类似马达的组件，驱动机器沿着DNA，破坏核小体珠子。细胞马达的燃料叫做三磷酸腺苷，是细胞中产生的一种化学物质。当调控得当时，马达就能确保正确的基因被正确地拆封。然而，当马达被错误地调节时，错误的基因就会被拆封，从而导致癌症或不恰当的发育。
凯恩斯的团队想要了解机器的马达是如何被调节的。“这些真的是机器:它们包含一个‘油门踏板和一个“离合器”，它们共同控制电机是否以及如何沿着DNA移动机器。这篇新论文表明，油门踏板和离合器恰好位于马达上，致癌突变定位于离合器和油门踏板本身，使马达过度活跃，并在不应该的时候释放基因。”这项工作揭示了细胞中的因素如何激活机器，使其在正确的时间和地点工作。
凯恩斯和他的同事们使用了世界上最大的癌症基因组数据库COSMIC癌症数据库中关于人类肿瘤突变的数据，以研究称为BAF/PBAF的人类染色质重塑机器。BAF/PBAF在20%的人类肿瘤中发生突变，包括胰腺癌、胃癌和黑色素瘤。他们用酵母作为模型系统来研究这些人类突变。这一分析揭示了一个结构中枢，它告诉马达何时接合(离合器)，以及沿着DNA跑多快(油门踏板)，移动核小体，并打开基因以激活它们。值得注意的是，研究小组在中枢的一个区域发现了一系列癌症突变，该区域调节运动活动，从而确保核小体的适当移动或移除以及适当的基因表达。马达调节中枢的这些突变产生了一个过度活跃和失调的马达，不恰当地打开染色质．研究小组的发现揭示了健康细胞的一种关键调节行为，并解释了一系列癌症是如何引起的突变促进癌症．
