转自中国生物技术信息网

一直以来基因畸形被认为是引发癌症的主要原因，但一项新研究发现，细胞内蛋白质失衡可引发癌症。科学家称这是个重大的突破，揭示了癌症的非遗传机制。

该研究结果发表在《Oncogene》上，阐述了蛋白质失调是一个强大的癌症预测工具，可判断患者是否对化疗有回应或者肿瘤是否扩散到其他部位。该研究结果打开了靶向测量和防止细胞失衡的癌症新疗法大门。

两种蛋白质的不平衡引发癌症

在正常情况下，细胞通过细胞壁结合受体（FGFR2）接收外部信号。受刺激后，受体在细胞内被打开，从而启动信号蛋白和蛋白激酶通路，实现细胞的增殖。在某些癌细胞中，这个途径是永久开启的。传统的癌症诊断方式是寻找遗传修饰的受体，该受体负责保持细胞蛋白通路处于开启状态。

由利兹大学和德克萨斯大学MD安德森癌症中心引领的科学团队专注于“AKt信号通路”的研究——蛋白激酶通路，是一种驱动癌症形成和体内肿瘤传播的细胞内信号通路。

研究人员在没有外部刺激的情况下观察癌细胞的变化情况，结果发现在没有遗传修饰的情况下“AKt信号通路”也可被激活。Plcy1和Grb2两种蛋白争夺与FGFR2受体结合，蛋白的相对浓度决定了哪种蛋白在竞争中最终获胜。研究发现当Plcy1含量高时，就会触发AKt信号通路。通过这种方式，两种蛋白质的不平衡可导致癌细胞增殖和肿瘤的形成。

本研究的首席研究员 Zahra Timsah博士说，不同蛋白质与受体结合的竞争作用会引发癌症的是出乎意料的。研究还发现当细胞内Grb2蛋白耗尽，FGFR2受体就更容易与Plcy1结合，这会导致癌症不受控制地扩散。但当增加Grb2的含量时，这种不受控制的局面得到扭转，并能恢复FGFR2的正常活性。研究人员认为在正常情况下，两种蛋白的公平竞争以及正常的Plcy1-受体结合是细胞的有用管家，但当蛋白质失衡时便会导致Plcy1失控，进一步导致肿瘤的形成。

研究人员还通过小鼠模型研究发现，Grb2的损耗导致主肿瘤附近发展多个肿瘤，这表明蛋白质的不平衡在肿瘤扩散过程发挥了作用。这种现象是有道理的，因为Plcy1在细胞运动过程中发挥作用。

研究人员通过GRb2和Plcy1的失衡来预测乳腺癌，结果发现Grb2水平更高意味着乳腺癌的预后情况更加好，生存时间更长。

单基因筛查远远不够——非遗传因素或是理解癌症的关键

本文第一作者，利兹大学生物科学学院院长John Ladbury教授说，人类基因组测序已经成为一个巨大的投资，人们一直有这样的想法：如果我们知道所有的遗传信息就可以预测癌症的风险，最后用基于精准医学开发的疗法进行治疗。但我们的研究表明，单基因筛查是不够的。

以前的研究强调了癌症的根源是基因突变。一些研究曾经指出癌症的发生不受遗传因素的影响，例如不受蛋白质表观遗传修饰的影响。但该研究显示，受体在未激活的情况下也能传递信号，因此非遗传因素可能是理解癌症的关键。

该研究团队目前正与利兹大学的临床医生合作研究其他癌症的非遗传机制。他们在探索其他细胞受体是否与FGFR2一样，在未被激活的情况下也能产生肿瘤信号。

转自：冷泉港实验室

 Nature Methods：RNA甲基化的高分辨率分析

•     在分子生物学的中心法则中，遗传信息从DNA、RNA流向蛋白。基因组DNA和组蛋白上都存在可逆的表观遗传学修饰，这些修饰可调控基因的表达，并由此决定细胞的状态，影响细胞的分化和发育。近年来人们发现， mRNA和其他RNA上也存在类似的调控机制。
•     RNA在生物学系统中有着举足轻重的作用，兼具信息分子和调控分子双重功能，不仅将DNA的遗传信息传递给蛋白，也调节着许多生物学过程。RNA的转录后修饰为其多样化的功能奠定了基础。据估计RNA上有一百多种化学修饰，但绝大多数修饰的功能还鲜为人知。
•     近几年来，科学家们发现了一种可逆性的RNA甲基化——N6-methyladenosine（m6A）。m6A是真核生物mRNA上最常见的一种转录后修饰，介导了超过80%的RNA甲基化。m6A修饰非常普遍，出现频率大约是3-5个残基/mRNA。现在研究者们正在逐渐揭开mRNA甲基化的神秘面纱。
•     目前的m6A分析方法主要是把methyl-RNA免疫沉淀和测序结合起来，称为MeRIP-Seq或者m6A-Seq。但这种方法只能将m6A残基定位在100–200 nt的转录本区域中，无法在全转录组水平上鉴定m6A的精确位置。
•     美国康奈尔大学的研究团队开发了一个可以获得单核苷酸分辨率m6A图谱的新技术，miCLIP（m6A individual-nucleotide-resolution cross-linking and immunoprecipitation）。这项研究发表在六月二十九日的Nature Methods杂志上，文章的通讯作者是康奈尔大学的Samie R Jaffrey。
•     研究人员认为，含有m6A的RNA与相应抗体结合以后，反转录得到的cDNA会出现突变或者截断，这样就可以指示m6A的存在。他们用紫外光诱导m6A抗体与RNA交联，然后通过逆转录获得了代表m6A的特征性突变。
• 研究显示，上述操作也会在m6Am（N6,2′-O-dimethyladenosine）位点诱导特征性突变，m6Am修饰存在于某些mRNA的第一个核苷酸上。
•     研究人员基于miCLIP技术，在人类和小鼠中获得了m6A和m6Am的单核苷酸分辨率图谱。他们还发现，核仁小RNA（snoRNA）也是一类含有m6A的非编码RNA（ncRNA）。
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转自：中国生物技术信息网

人体白细胞死亡全过程：膨胀爆炸解体喷出分子

科学家第一次拍摄到了机体防御疾病时的一个重要过程。澳大利亚墨尔本拉筹伯大学科学家日前使用延时摄影技术拍到了一个白细胞的死亡过程。此前科学家们认为当白细胞死亡时细胞会发生无规则的破裂。而这项新的研究却发现白细胞死亡时是有规律的。

这种死亡方式可能会向免疫系统的其它部分发出警报，表明周围存在威胁。这项研究发现这个死亡中的细胞从细胞内“喷”出了一些分子，这些分子向项链上的珠子一样连成长长的一串，随后这条长链会发生断裂。研究人员介绍说这种单核细胞的死亡过程似乎分为三个阶段——膨胀、爆炸、解体。

这项研究可能发现了免疫系统防御机制的一个重要组成部分。如果一种疾病或是感染导致白细胞死亡，这些细胞就会向附近的其它细胞发出警报，从而引发免疫应答。我们有可能发现了一种预警程序，垂死的白细胞通过这一过程警告周围的细胞机体患上了疾病或是出现了感染。

白细胞的作用在我们机体的免疫系统中居于核心地位。我们发现垂死的细胞会向细胞外‘喷’出一些特定的分子，就像喷气式战斗机飞行员从他们即将坠毁的战机上弹射出来一样。其它的分子则留在了细胞碎片的‘残骸’里。

科学家把细胞“喷”出的这种长链称为“珠状凋亡足”（beaded apoptopodia），其长度最大可以达到宿主细胞大小的8倍。科学家认为“珠状凋亡足”上的分子参与了信号传递和细胞的生长过程。

如果这些分子参与了向周围的细胞发出威胁警报，那么就能通过药物来增强或是抑制之一过程。在人的一生中，身体的所有组织中都在发生着细胞凋亡。细胞凋亡是发育和死亡这些正常过程的一部分，人的身体也有内在的机制来清理这些死亡细胞的残片。

人类过去一直想寻找长生不老的秘方，其实答案可能就藏在海星之中。瑞典有科学家近日发现，以自我复制形式繁殖的海星，其染色体末端的端粒较一般透过交配繁殖的海星长，有助减缓衰老。专家称，这发现或是长生不老的秘密，将来希望可应用在人类身上。

据香港《东方日报》近日报道，来自哥德堡大学的研究员，早前比较来自地中海及大西洋、以不同方式繁殖的海星健康及衰老状况，发现自我繁殖的海星身上有一种独特基因，令其端粒组织较母体海星及交配繁殖的海星更长，而且老化速度较慢。

报道说，研究员舍尔德称，其实这种新细胞生成的现象，可算是一种青春回复。她说，人类随着年纪渐长，端粒会因细胞不停分裂而变短，以致基因受损，引发早老性痴呆症、糖尿病及心脏病等疾病。专家认为以上的基因遗传方式，未来或可应用于人类上，甚至成为保持年轻、长生不老的关键。

转自：中国生物技术信息网