常见的实验室分子识别有抗癌特性

北卡罗来纳大学医学院的科学家们得出了一个惊人的发现,一个叫EdU的分子,这是常用的标签DNA实验室实验,实际上是被人类细胞DNA损伤,引发失控的过程最终致命影响细胞DNA修复,包括癌症细胞。

该发现发表在美国国家科学院院刊》上指出利用EdU的可能性作为癌症治疗的基础,鉴于其毒性和细胞快速分裂的选择性。

“EdU的意想不到的性质表明它将值得进行进一步研究的潜力,尤其是针对脑癌,”研究高级作者阿齐兹Sancar说,医学博士,博士,莎拉·格雷厄姆该生物化学和生物物理学教授北卡罗来纳大学医学院和UNC Lineberger综合癌症中心的成员。“我们想强调,这是一个基本而重要的科学发现。科学界有很多工作要做,看看EdU可以成为武器对抗癌症。”

EdU (5-ethynyl-2脱氧尿苷)本质上是一个受欢迎的科学工具在2008年首次合成作为模拟,或化学模拟,DNA构建块胸苷——代表了字母“T”的DNA编码腺嘌呤(a)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T)的科学家添加EdU细胞实验来取代DNA的胸苷。不像其他的胸苷类似物,它有一个方便的荧光探针分子的化学“处理”将紧密结合。因此可以相对轻松高效地用于标签和跟踪DNA,例如在DNA复制过程的研究在细胞分裂。

自2008年以来,科学家们利用EdU以这种方式作为一种工具,在成千上万的研究发表。Sancar,谁赢得了2015年诺贝尔化学奖的DNA修复,就是这样一个科学家。当他的实验室开始使用EdU,他的团队意外发现EdU-labeled DNA引发DNA修复反应,即使这不是暴露于DNA有害,比如紫外线。

“这是非常震惊,”Sancar说。“所以我们决定进行进一步的探索研究。”

跟进奇怪的观察,研究团队发现EdU,原因仍然不清楚,改变DNA的方式引发称为核苷酸切除修复的修复反应。这个过程涉及到的一小段替换受损的DNA和重新合成链。这是最修复的机制从紫外线伤害,香烟烟雾,DNA-altering化疗药物。研究人员绘制EdU-induced切除修复在高分辨率和发现它发生在整个基因组,它显然发生了一次又一次,因为每个新的修复链包括EdU,从而引发重新修复反应。

已经知道EdU适度对细胞有毒,但毒性的机制是一个谜。团队的发现强烈建议EdU杀死细胞诱导失控的徒劳的切除修复的过程,最终导致细胞通过程序性细胞死亡过程被称为凋亡自行终止。

这发现是有趣的,Sancar说,因为它表明,研究人员利用EdU DNA标签需要考虑其引发失控的切除修复。

“正如我们所说,也许成千上万的研究人员使用EdU研究DNA复制和细胞增殖实验不知道,人体细胞检测DNA损伤,“Sancar说。

Sancar和他的同事们也意识到EdU的属性可能会使大脑一种有效的抗癌药物的基础因为EdU成为纳入DNA只有在积极分裂细胞,然而,在大脑中,大多数非区分健康细胞。因此,原则上,EdU脑细胞快速分裂可以杀死癌细胞的同时,仍能保留非区分,健康的大脑细胞。

Sancar和他的团队希望寻求与其他研究人员调查EdU后续合作的属性作为抗癌剂。

“之前的研究已经发现证据表明EdU杀死癌细胞,包括大脑癌症细胞,但奇怪的是,从来没有人跟进的结果,“Sancar说。

参考:杨王L,曹X, Y, et al .核苷酸切除修复删除胸苷模拟5-ethynyl-2′脱氧尿苷的哺乳动物的基因组。Proc。国家的。学会科学。2022;119 (35):e2210176119。doi:10.1073 / pnas.2210176119

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