近期，附屬口腔醫(yī)院許寶山副研究員與美國(guó)斯托沃斯醫(yī)學(xué)研究所（Stowers Institute for Medical Research）的Jennifer L. Gerton教授在《PLoS Genetics》（影響因子6.100）雜志合作發(fā)表研究論文，揭示癌細(xì)胞可“去繁從簡(jiǎn)”基因組中冗余的核糖體DNA重復(fù)序列來(lái)達(dá)到快速增殖的目的（文章鏈接：http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1006771）。文章刊出，即受到“The Scientist”、“ScienceDaily”、“生物通”、“搜狐科技”、“易科學(xué)”、“測(cè)序中國(guó)”等國(guó)內(nèi)外科技新聞網(wǎng)站的廣泛關(guān)注。
核糖體DNA編碼核糖體的關(guān)鍵組分-核糖體RNA，對(duì)蛋白質(zhì)翻譯和細(xì)胞增殖具有重要的作用。然而，核糖體DNA的拷貝數(shù)在人類(lèi)基因組中是易變的，由于技術(shù)手段的限制，人們對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞如何維持和控制核糖體DNA的拷貝數(shù)和穩(wěn)定性所知甚少。本研究應(yīng)用計(jì)算生物學(xué)和數(shù)字微滴式PCR（Droplet digital PCR）方法分析了正常和癌癥狀態(tài)下，人類(lèi)和小鼠基因組中核糖體DNA的拷貝數(shù)和序列變異情況。發(fā)現(xiàn)人類(lèi)癌癥基因組中核糖體DNA拷貝數(shù)出乎意料地顯著減少，并伴隨許多其他基因拷貝數(shù)的變異。此外，癌癥基因組的核糖體DNA序列也更易發(fā)生突變。
根據(jù)文獻(xiàn)證據(jù)的提示，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步探討了癌癥模型中mTOR（哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白，mammalian target of rapamycin）功能與核糖體DNA拷貝數(shù)減少的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)Pten基因（mTOR信號(hào)通路的負(fù)調(diào)控因子）敲除的白血病小鼠模型中，癌癥造血干細(xì)胞早期就出現(xiàn)核糖體DNA拷貝數(shù)的減少，但其細(xì)胞增殖、核糖體RNA合成和蛋白翻譯水平等均顯著提高。說(shuō)明核糖體DNA拷貝數(shù)丟失是mTOR通路過(guò)表達(dá)的癌癥的一種常見(jiàn)特征。這一研究結(jié)果提示，測(cè)定核糖體DNA拷貝數(shù)，可成為預(yù)測(cè)癌癥對(duì)DNA損傷藥物敏感性的一個(gè)簡(jiǎn)單而有效的新指標(biāo)。
