研究人员发现负责基因组重排的机制

每个分裂细胞的目标是将其基因组准确地分离成两个基因相同的子细胞。然而，这个过程经常出错，并可能导致癌症和先天性疾病中发现的一类新的染色体异常，UT西南医学中心的科学家在一项新的研究中报告。这项发现发表在《自然》杂志上，揭示了癌细胞如何迅速进化出加速其增殖的基因组变化。

“癌症基因组非常复杂。我们的研究结果提供了对染色体改变的不同模式如何形成和推动癌症发展的基本理解，“UT西南大学病理学和细胞生物学助理教授Peter Ly博士说，他与高级研究科学家Yu-Fen Lin博士共同领导了这项研究。

这篇论文的重点是称为染色体裂缝的过程，这是一个源自希腊语的术语，描述了染色体灾难性地破碎成小片段。

在这项研究中，Ly博士和Ly实验室的同事研究了来自称为微核的异常结构的破碎染色体如何在细胞分裂过程中移动。研究人员发现，染色体片段在细胞分裂过程中保持粘在一起，而不是分散在整个细胞中。这使得破碎的染色体作为一个单元分离到两个子细胞中的一个中，细胞的DNA修复机器以不正确的顺序随意地将这些碎片缝合在一起，形成一条重新排列的染色体。

研究人员发现了一种由CIP2A和TOPBP1组成的蛋白质复合物，它在细胞分裂过程中将DNA片段连接在一起。这个过程的基因组特征可以在25种癌症类型中检测到，导致关键的肿瘤抑制基因丢失。这些发现建立在Ly博士之前的工作基础上，Ly博士设计了独特的实验系统，在实验室中重建和研究色蓟病。

“自从在癌症基因组中发现染色体分裂以来，了解破碎的染色体片段如何重新组装以产生混乱的染色体令人费解。我们现在已经解决了这个难题的关键部分，“Harold C. Simmons综合癌症中心的成员和德克萨斯州癌症预防和研究所(CPRIT)癌症研究学者Ly博士说。

当研究人员通过删除编码CIP2A或TOPBP1的基因来防止栓系时，染色体片段在细胞分裂过程中分散，导致它们在两个子细胞的细胞核和细胞质中积累，最终杀死它们。

“这些发现表明，具有微核的染色体不稳定和/或DNA修复缺陷肿瘤可能容易受到CIP2A抑制，”Ly博士说。他的实验室计划继续研究CIP2A-TOPBP1在维持基因组稳定性中的作用，以及这种蛋白质复合物是否可以成为癌症治疗的相关靶标。

为这项研究做出贡献的其他UT西南研究人员是Qing Hu博士，Alice Mazzagatti博士和Rashmi Dahiya博士，博士后研究员;以及生物医学科学研究生院的学生Elizabeth Maurais，Justin Engel和Giaochau Nguyen。

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