犹他州的科学家们发现了一种关键细胞机器的新功能，这种机器可以调节基因包装，并在20%的人类癌症中发生突变. 这项研究今天发表在报纸上 在杂志上 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，当基因需要被激活时，染色质重塑机器将其拆开. 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, 由于突变体染色质调控因子不正确地解包和表达基因, 是什么破坏了正常的细胞生长, 身份, 和发展.
染色质重塑机器长期以来一直是研究的焦点 布拉德·凯恩斯博士， 他在1996年发现了第一台染色质重塑机器. 凯恩斯是亨茨曼癌症研究所（HCI）的科学家，也是美国癌症研究所肿瘤学教授兼主席 犹他大学 （U of U）. 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体的基因表达，并为细胞生长大发娱乐提供指导, 身份, 和发展. 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, 它们类似于DNA像绳子一样缠绕在上面的珠子, 解释为什么染色体在高倍显微镜下看起来像一根绳子上的珠子. 凯恩斯和他的同事们想知道这些小珠子是如何沿着DNA移动或从DNA中移除以打开和暴露基因的. 先前的研究表明，染色质重塑机器有一个类似马达的部件，可以沿着DNA驱动机器, 破坏核小体珠. 细胞马达的燃料叫做三磷酸腺苷，一种细胞内产生的化学物质. 当适当调节时，马达确保正确的基因被正确地打开. 然而, 电机调速不当时, 错误的基因被拆封，导致癌症或不正常的发育.
凯恩斯的团队想要了解机器的马达是如何调节的. “这些真的是机器：它们包含一个‘油门踏板’和一个‘离合器’，它们共同控制发动机是否以及如何沿着DNA移动机器. 这篇新论文展示了油门踏板和离合器就在马达上, 导致癌症的突变发生在离合器和油门踏板上, 使运动过度活跃，并在不应该的时候拆解基因.“这项工作揭示了细胞中的因素是如何激活机器在正确的时间和地点工作的.
凯恩斯和他的同事使用了人类肿瘤突变的数据 COSMIC癌症数据库, 世界上最大的癌症基因组数据库, 以研究名为BAF/PBAF的人类染色质重塑机器. 20%的人类肿瘤发生BAF/PBAF突变, 包括胰腺癌, 胃癌, 和黑素瘤. 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轮毂，它告诉发动机何时启动（离合器），以及沿着DNA跑多快（油门踏板）。, 动核小体, 打开基因激活它们. 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运动或移除以及适当的基因表达. 马达调节中心的这些突变产生了一个过度活跃和失调的马达，不正确地打开了染色质. 研究小组的发现揭示了健康细胞的关键调控行为，并解释了一系列致癌突变是如何促进癌症的.
塞德里克·克拉皮尔博士, 凯恩斯实验室成员，肿瘤学研究副教授, 为本研究进行生物化学实验, 还有纳文·维尔马, MS, 凯恩斯实验室的研究生, 进行基因和基因组学研究. 这项研究由国家癌症研究所资助P30 CA042014, R01 CA201396, U54 CA231652, 霍华德·休斯医学研究所, 亨茨曼癌症基金会.