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发现基因调控的一个新机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2002年12月23日 来源:
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[生物通讯]华盛顿大学医学院的研究人员发现了一个大群体基因调控的可能新机制。当通过酵母对一种新型抗癌药物进行试验时,研究小组发现一个能够使酵母基因组中的大量基因同时沉默,而不是某一基因沉默的机制。
这个机制是研究人员研究免疫抑制剂rapamycin的分子活动时发现的。rapamycin目前普遍用于抑制肾移植后出现的免疫系统排斥,但也正作为一种可能的抗癌药被广泛研究。rapamycin通过一个不同于其它抗癌药的机制阻止肿瘤细胞的生长。这项发现发表在12月期的《分子细胞》(Molecular Cell)上。
“这项研究证明了基础研究对临床有着多么重要的影响。”该研究的领导人、病理学与免疫学助理教授X. F. Steven Zheng博士说道。“这项研究使我们对rapamycin抗肿瘤活动的分子机制有了进一步了解,可能为抗癌药物研发提供一个新靶点。”
作为一种免疫抑制剂,rapamycin不同于其它药物。虽然其它免疫抑制剂倾向于促进肿瘤细胞生长,但rapamycin能够阻止癌肿瘤的增殖。另外,rapamycin还能阻遏肿瘤中的血管发育,已知这个过程称为血管生成。这些特点使得医生们想要检验其作为抗癌药物的潜力。
“一种药物既能阻止肿瘤增殖,又能阻遏血管生成,这是独一无二的。”Zheng说。Zheng是Barnes-Jewish医院Siteman癌症中心和华盛顿大学医学院的研究人员。
其他研究人员进行的试管实验已经表明,rapamycin能够与一种早先未知的大型细胞蛋白--TOR(target of rapamycin ) 结合。TOR存在于从酵母到人类的大多数生物中,这说明它在细胞中可能执行着某些必需的任务。
Zheng和他的同事用rapamycin封阻TOR,使其处于非活动状态,这样他们就可以检查TOR在细胞中的功能以及rapamycin是如何工作的了。
研究人员识别出了约300个与TOR相关活动有关的酵母基因。其中一个基因的蛋白产物--沉默信息调控剂(silent information regulator 3 ,Sir3),正常情况下与一组编码压力蛋白的基因结合,由此使基因沉默。压力蛋白是细胞在不利生存条件下产生的分子。
但研究人员发现,当rapamycin使TOR失活时,Sir3分子就会从这个压力蛋白基因上脱离,诱发压力反应:也就是细胞开始产生压力蛋白,细胞壁增厚,增殖终止。
“这个发现令我们大吃一惊。”Zheng说。“以前不知道TOR直接参与压力控制。同样,这种令多个基因同时沉默的方式是一种新型基因调控模式。”通常基因是单个被靶向特定基因的蛋白打开或关闭的,他说。
而且,研究人员还发现,当rapamycin使TOR失活时,还关闭了营养加工通路,阻止酵母细胞利用葡萄糖来产生能量和氨基酸以合成新蛋白。
研究人员得出结论:总体说来,当rapamycin抑制TOR时,它诱发了多种应答,包括压力和饥饿应答。加在一起,这些活动可能就引起了细胞增殖的终止。
对rapamycin的这些新发现必需在人类细胞中进行检验。
消息来源:华盛顿大学医学院