来自美国犹他大学Huntsman癌症研究所（HCI）的研究人员获得了一项基础性发现，令原本聚焦于基因包装如何调控基因活性的研究方向发生了180度大转变。这项研究由HCI资深研究员Bradley R. Cairns领导完成，相关成果发表在《自然》杂志在线版上。

Cairns研究组的主要研究方向是染色质重塑复合物（chromatin remodeling complexes, CRC），这种细胞内蛋白复合物如同一个马达，能松弛或压缩DNA的不同部分，分别用于表达或沉默基因。此前，科学家们认为这种作用在未接到指令时保持休眠状态，但Cairns与合作者Cedric R. Clapier发现，关键CRC中的马达促进基因包装和组装的作用是天然开启的，并不需要指令，指令的作用其实是关闭。

“许多研究文献表明，肿瘤细胞中的CRCs发生了突变，这些复合物与基因表达调控密切相关，主要用于正确包装能控制生长增殖的基因，以及解包装肿瘤抑制因子，”Cairns说，“这项研究揭示了CRC基因突变引发癌症的机理。”

染色体由长链DNA通过周围蛋白节点——核小体包装压缩而成。当DNA被压缩时，该区域的基因就被关闭。一些CRCs（去组装CRCs）在某些细胞进程中能作为马达，解开DNA链区域，使这些基因激活；另一种类型称为组装CRC，作用相反，在细胞进程完成后将DNA链重新包装。这种解开-再包装的重复循环贯穿细胞整个生命周期。

在这项研究中，Cairns和Clapier聚焦于组装CRC。“此前我们认为这种马达一般是关闭的，只有当细胞其他部分的蛋白开启它时才会启动，”Cairns说，“因此研究人员一直在CRC马达上寻找能结合上去的开关。”

“然而事实证明，CRC马达的侧面总是有一个‘开关’能抑制其活性，除非遇到一个可以定位在核小体上的标记序列。这个标记翻转了抑制开关，从而CRC能令DNA链沿着核小体围绕弯曲，促进基因表达或沉默基因，”Cairns说，“我们的研究结果改变了未来研究的方向，即要想了解CRCs如何被调控，不是要去找CRC马达本身，而是要去找马达两侧的一种‘开关’。”

这项研究还指出了CRC的测量功能：检测一个核小体与另一个核小体之间的正确距离，这个功能能告诉马达在合适的时间关闭，这对于基因沉默十分重要。

Cairns实验室目前正尝试分析去组装CRC上是否也具有相同的开关概念。“还有其他的重塑复合物家族具有其他功能，如DNA修复，”他说，“我们希望这个概念也能用于这些复合物。”

关于癌症与染色质重塑，这属于表观遗传学的一个方面。近期，来自NIH的研究人员也发现了染色体易位促进癌症发生的新机理——他们发现DNA损伤的频率与易位的频率直接成正比。有趣的是，研究人员发现一种称为AID的酶在B细胞中损伤了大约150多种基因，使它们更易于发生易位。在这些靶基因中，许多过去都曾证实在人类癌症中发生了易位。进一步分析还揭示，在AID缺失的情况下，基因邻近效应或相互作用频率是易位的推动力。

此外，还有一组研究人员开发了一种新的癌细胞体内定位技术：液体活检法。通过这种方法，科学家能够为癌细胞“染色”，使得这些游走在血管中的特殊致命细胞在特殊光线照射下呈荧光色，从而帮助医疗人员追踪癌细胞扩散的方向，快速制定诊断方案。这些成果都有助于分析癌症与染色体之间的关联。（来源：生物通 张迪）