細(xì)菌有助發(fā)現(xiàn)人體中的致癌蛋白

人細(xì)胞會產(chǎn)生蛋白致癌物。癌癥是一種突變疾病。在特定基因中積累了多種突變的正常細(xì)胞很可能變成癌細(xì)胞。導(dǎo)致癌癥的突變是DNA損傷的結(jié)果。香煙煙霧和陽光等外部因素能夠破壞DNA，但大多數(shù)DNA損傷似乎是由細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的事件引起的，并且是由細(xì)胞組分（包括蛋白）介導(dǎo)的。盡管這些事件很重要，但是它們并未得到廣泛研究。

蛋白能夠?qū)е翫NA損傷的一種方法是過量表達(dá)，這是一種相對頻繁發(fā)生的細(xì)胞事件。在一項(xiàng)新的研究中，來自美國貝勒醫(yī)學(xué)院和德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究人員著手發(fā)現(xiàn)當(dāng)在細(xì)胞中過量表達(dá)時(shí)就能夠觸發(fā)與癌癥相關(guān)的DNA損傷的蛋白。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年1月10日的Cell期刊上，論文標(biāo)題為“Bacteria-to-Human Protein Networks Reveal Origins of Endogenous DNA Damage”。

為了發(fā)現(xiàn)這些導(dǎo)致DNA損傷的蛋白，這些研究人員通過研究在大腸桿菌中過量表達(dá)時(shí)會導(dǎo)致DNA損傷的蛋白來尋找促進(jìn)人細(xì)胞中發(fā)生DNA損傷的蛋白。這是因?yàn)楸M管細(xì)菌和人類差別非常大，但是它們的基礎(chǔ)生物學(xué)機(jī)制是相類似的，因此，通過這種方法，他們有可能發(fā)現(xiàn)相同的與癌癥相關(guān)的DNA損傷機(jī)制。

這些研究人員對大腸桿菌進(jìn)行基因改造，這樣當(dāng)DNA遭受損傷時(shí)，它們會發(fā)出紅色熒光。隨后，在大腸桿菌中存在的4000個(gè)基因中，他們讓其中的每個(gè)基因過量表達(dá)，并確定哪些基因讓這些細(xì)菌發(fā)出紅色熒光。他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)廣泛而多樣的蛋白網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)過量表達(dá)時(shí)，這些蛋白會以導(dǎo)致DNA損傷的方式改變細(xì)胞。正如預(yù)期的那樣，這些蛋白中的一些成員參與DNA加工或修復(fù)，但是令人吃驚的是，它們中的大多數(shù)并不與DNA直接關(guān)聯(lián)。比如，一些導(dǎo)致DNA損傷的蛋白參與分子在細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)運(yùn)。

當(dāng)這些研究人員尋找了他們在大腸桿菌中發(fā)現(xiàn)的這些導(dǎo)致DNA損傷的蛋白的人類蛋白同源物時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)了284個(gè)人類蛋白同源物。有趣的是，他們確定這些人類蛋白與癌癥的關(guān)聯(lián)性要比隨機(jī)選擇的一組蛋白更為頻繁。此外，表達(dá)這些蛋白的RNA（作為蛋白表達(dá)的指標(biāo)）可用來預(yù)測腫瘤中發(fā)生的突變和患者預(yù)后不良。當(dāng)他們在實(shí)驗(yàn)室中讓人細(xì)胞過量表達(dá)這些蛋白時(shí)，其中的一半蛋白會觸發(fā)DNA損傷和突變。

這項(xiàng)研究在基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域和臨床研究中都有重要意義。這有助深入理解導(dǎo)致癌癥相關(guān)的DNA損傷的多種機(jī)制。在未來，這些發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致科學(xué)家們開發(fā)出識別可能患上癌癥的人的新方法，這樣就可制定出新的策略來阻止、延緩或較早地捕捉它。