加州科技学会(California Institute of Technology)的艾立克布朗及大卫巴尔第摩博士目前进一步发现了ATR(ATM-Rad3-related)激脢在此回馈机制中检查DNA受损状况所扮演的角色;他们的研究是利用一全新的老鼠模式使其缺乏ATR激脢,而缺乏ATR激脢的老鼠细胞主要在细胞周期关卡中出现缺失,因而终止细胞周期的进行,这些老鼠细胞由于染色体缺失,危险地进行着细胞分裂周期,因此,研究证实ATR激脢在维持DNA的完整性上扮演着非常重要的角色,并进而有助于避免癌症。
过去曾经研究发现ATR与一种相似的蛋白ATM(ataxia telangiectasia mutated)在DNA损伤反应中扮演极其重要的角色,然而,对于此类蛋白的确实角色仍不清楚;ATR及ATM在结构上与磷酸肌醇激脢家族﹝phospho- inositide kinase family﹞甚为类似,但功能上却属于蛋白质激脢,专司p53、BRCA1等蛋白质的磷酸化反应。
在这项研究中,作者利用老鼠基因休眠技术将细胞ATR基因作用去除,当缺乏ATR及ATM的细胞以离子放射线照射后(诱使DNA受损),并不会适当地中止细胞分裂;ATR及ATM在DNA受损后会马上扮演着检查控制的角色,但是ATR所负责的调节主要是在细胞周期晚期,ATR对于调节检查讯息传导路径也很重要,然而ATR却非不完全DNA复制的细胞周期所必须;研究人员进一步发现,当失去ATR,受抑制的DNA复制过程会造成非常严重的损害DNA双股断裂。
这项研究显示ATR在维持基因的完整性上扮演着重要的角色,如果没有ATR,细胞将会忽略DNA受损状况,并持续地复制未修复的染色体并将受损的DNA不断地传递下去,最后,此受损DNA会导致细胞失去功能、细胞死亡甚至引发癌症。癌细胞的产生常与DNA修补机制失调有关,因此,经由对DNA修补机制的了解,人类在战胜癌症的路上又向前迈进一步。
此研究结果将刊登于基因与发生学杂志三月一日版中。