可视化复杂的细胞机器以产生关于癌症的新见解

盐湖城-控制染色体结构的细胞机器(如RSC复合体)在大约五分之一的人类癌症中发生了突变。现在，科学家们第一次为这种多蛋白机器开发了高分辨率视觉地图，解释了RSC复合体的工作原理及其在健康和癌细胞中的作用。这项研究由美国犹他大学教授和肿瘤学家亨斯迈癌症研究所(HCI)癌症研究员布拉德利凯恩斯博士、中国清华大学高宁博士和陈竹成博士共同领导。这项研究发表在今天的《科学》期刊上。

基因表达的过程是所有生物中每个细胞行为的基础。基因表达为细胞协调行为提供了蓝图，包括生长、死亡和对细胞环境变化的反应。基因表达对于活的健康细胞和癌细胞至关重要。但是，癌细胞表达的基因的指令是有缺陷的，往往会导致生长失控。RSC及其相关复合物是染色体结构和基因表达的关键调控因子。一旦RSC复合物与基因组结合，它将进行类似机器的运动，从而暴露染色体中的脱氧核糖核酸片段并触发基因表达。

大约20年前，凯恩斯发现了RSC化合物，后来他通过鉴定许多蛋白质成分并揭示其类似机器的行为，将它添加到他的发现中。现在，凯恩斯和他的同事们已经确定了这种复杂的结构是如何与蜂窝机械一起工作的。他相信这些发现将对某些癌症的发展有非常重要的见解。凯恩斯说，“RSC复合体在健康细胞和癌细胞中发挥着重要作用。”“现在，我们可以精确地可视化RSC复合体的高分辨率地图，包括其所有组件。我们可以看到复合物如何与染色体和脱氧核糖核酸相互作用，以及它是如何移动的。这提供了至关重要的信息，有助于我们理解RSC——就像复合物与癌症有关一样。”

先前的研究导致了一个分辨率较低的RSC复合物模型，但许多问题仍未得到解答，包括该复合物的亚单位如何组装并与染色体基因组相互作用。凯因斯和他的同事，包括实验室成员塞德里克克莱皮尔、博士和纳文维尔马，利用酵母细胞(研究染色体和基因表达的经典模型系统)建立在现有知识的基础上。他们利用新的先进的显微技术，使他们能够高度可视化染色体结构。凯恩斯和他的同事能够通过开发大量含有正常和突变形式的RSC复合物的细胞系来进一步研究RSC复合物。接下来，他们的团队使用冷冻电子显微镜研究酵母RSC，直到最近才开发出来。

科学家们现在正在利用这些信息来进一步了解RSC复合体及其在癌症中的作用。凯恩斯说：“这项研究对于我们理解健康细胞和癌细胞中染色体基因是如何暴露和表达的能力具有至关重要的意义。”“这类信息是科学家用于开发新药和了解肿瘤基因组特征的过程中的关键一步。”

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