2019-02-01浏览量:361

找到了!导致DNA损伤和促进癌症的人类蛋白质

一篇“蛋白引发DNA损伤和促使细胞发生癌变”的文章于今年1月发表在Cell上。该研究来自美国贝勒医学院和得克萨斯州的奥斯汀分校,他们利用在大肠杆菌中过量表达时会导致DNA损伤的蛋白,来发现人体中的该类蛋白。

研究人员强调道,虽然人类与细菌的差别很大,但是基础生物学机制却是相似的。因此该种方式很有可能找到这样的蛋白及损伤机制。

研究的具体情况

研究员对大肠杆菌进行基因改造,使之DNA损伤时就会发出红色荧光。随后分别过表达大肠杆菌的4000个基因,从而确定哪些基因可以使细菌发光。他们发现了一个蛋白网络,当过量表达时,这些蛋白会导致DNA损伤从而改变细胞。而其中一些蛋白正好会参与DNA加工或修复。所发现蛋白中的大多数不与DNA有直接关联,而是通过参与分子在细胞膜上的转运发生作用。

研究人员寻找到了284种人类蛋白,这些蛋白均是在大肠杆菌中发现的DNA“损伤”蛋白的同源物。

实验让人细胞中的这些蛋白过表达时,约一半的蛋白会触发DNA损伤和突变。深入研究发现,这些蛋白与人体癌症非常相关,表达这些蛋白的RNA可以用来预测肿瘤中发生的突变和患者的预后。

 注:导致人体DNA损伤的蛋白网络

研究意义

癌症是严重危害人类生命健康、制约社会经济发展的一大类疾病,已经成为全世界人口死亡的重要因素之一。

针对人体相当一部分的致癌物来自食物,食物在肠道被彻底分解吸收,例如,长期进食高脂肪的食物,很容易诱发大肠癌的发生。食用亚硝酸盐含量较高的食物包括腌制食品、咸鱼、加硝的肉类罐头等,就有可能导致胃癌的发病。

过去的几十年中,人们的饮食习惯发生了巨大变化,对宿主的免疫反应也产生了影响,并且极大地影响肠道微生物群的组成。

肠道内大约有着十几万亿的细菌,它们有好有坏。肠道菌群中的益生菌和有害细菌分别起着不同的作用。部分有害细菌会将消化的食物和一些其他物质分解成多种致癌物(亚硝胺等),随后人体将会把这些致癌物吸收。

夜宵时刻

举个简单的例子,大众普遍认为易致癌的烧烤食物,是因为过度食用的烧烤食物,可以被肠道微生物代谢产生损伤DNA的物质。而导致癌症突变的内在机制很大可能是DNA损伤的结果。

尽管环境的损害,如紫外线照射或烟草烟雾,可导致DNA损伤,但大多数DNA损伤是由涉及细胞成分和分子(包括蛋白质)的细胞过程造成的。在这项研究中发现,当某些蛋白质被细胞过度分泌时,会对DNA造成损害,从而导致癌症。

研究者发现大肠杆菌可以帮助快速、廉价地鉴定DNA损伤蛋白质和人体细胞中的作用机制,本次就通过大肠杆菌发现了一些还未曾纳入致癌名单的与癌症有关的蛋白质。

该研究对基础生物学领域和临床研究都有重要意义,研究结果很有可能在未来的癌症筛查中起到关键作用,为制定防癌策略,减速癌症发生发展助力。

参考文献

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