成神经细胞瘤细胞如何应对快速细胞分裂的危险
显微镜下的神经母细胞瘤细胞。染色代表DNA损伤,越强烈,损伤越严重和危险。右边的细胞没有RNA外泌体,因此更容易受到这种损伤。图源:维尔茨堡大学/成像核心设施
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成神经细胞瘤主要发生于儿童。这些肿瘤的一个特定子集具有很强的侵袭性,很难治疗。因此,全世界的研究人员都在试图找到这种疾病的致命弱点。
大约50%的高危成神经细胞瘤将其恶性归因于一种名为MYCN的蛋白质。这种物质能刺激癌细胞中某些基因的活性,从而加速肿瘤的生长。然而,正是这一事实使得MYCN对一个困境负有部分责任,这可能是一个重大的固有弱点,因为成神经细胞瘤细胞也具有增加的分裂率的特征。在每次分裂之前,受影响的细胞必须产生其全部遗传信息的完整副本。两个子细胞中的一个接收这个副本,另一个接收原来的。
然而,与此同时,这些信息的一部分,即由MYCN激活的肿瘤特异性基因,必须被转录。“细胞必须协调这两个过程,”Dimitrios Papadopoulos解释道;他是生物化学和分子生物学系生物中心的博士后研究员,与马丁·埃勒斯教授同组。“否则,它就有遭受重大损坏的风险。”
一个复杂的复制器制造DNA副本
这就像一边读一本书的段落,一边抄写。显然,在这个过程中可能会出现错误。成神经细胞瘤细胞也不例外。细胞内的复杂复制器逐渐产生遗传物质DNA的副本,这一过程称为复制。与此同时,另一个过程也在进行,转录。一种完全不同的机制转录DNA片段,细胞需要DNA片段,因为它们包含蛋白质的构建指令。在健康细胞中,复制和转录在某种程度上也是平行的。然而,在成神经细胞瘤中,MYCN显著恶化这种情况。“这会导致冲突,”帕帕多普洛斯说。“例如,DNA线可能会断裂。如果这个缺陷不能迅速修复,这就意味着细胞被判了死刑。”他和同事们一起研究了癌细胞如何应对这种威胁。
由蜂窝碎纸机支持
因此,细胞使用了两种不同的机制:一方面,MYCN可以调用细胞核中的一种粉碎机来帮助它,RNA外泌体。它阻断了蛋白质生产所需转录本的生成。这使得DNA复制器更容易地完成它的工作。如果MYCN不能招募外泌体,它会招募一种叫做BRCA1的分子。这种分子可以阻止早期转录。此外,整个转录机器被拆除,为复印机铺平了道路。
这项研究的结果也可能用于未来的治疗。研究人员希望通过使用合适的活性物质来破坏MYCN和BRCA1之间的合作。Dimitrios Papadopoulos解释说:“如果我们也阻止MYCN调用外泌体来帮助它,那么重大的DNA损伤可能会积聚在肿瘤细胞中。”“这样,它们就有可能被杀死——以一种高度选择性的方式,而不用担心损害其他细胞。”
参考:王晓明,王晓明,等。MYCN将核外泌体复合物招募到RNA聚合酶II,以防止转录-复制冲突。分子细胞。2021.doi:10.1016 / j.molcel.2021.11.002
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