基因组的不稳定性会导致细胞死亡或者引发癌症，现在科学家们发现，细胞中有两个分子机制共同起作用，以避免发生这种情况。南加州大学的科学家们指出，在DNA解链进行复制时，重复DNA处于最不稳定的时期，此时就依赖异染色质和复制叉蛋白联手对其进行保护。文章于3月7日提前发表在Cell Reports杂志的网络版上。
着丝粒位于X形染色体的中，许多真核生物的着丝粒含有高度重复的序列，以组蛋白H3K9上的甲基化为标志。这种表观遗传学修饰招募包括Swi6和Chp1在内的多种异染色质蛋白，保护着丝粒并确保染色体正确分离。如果由于突变导致染色质结构丧失，细胞中着丝粒处的重复DNA就会变得脆弱，使该处的重排和重组率升高。
研究显示，复制叉蛋白复合体在异染色质结构缺失时，对着丝粒处的重复序列有保护作用。如果复制叉蛋白也存在缺陷，使复制叉的稳定性也受到破坏，更会加重上述问题的严重性。复制过程延迟或失效，会显著增加染色质的重排。这样的“基因组不稳定性”会使遗传信息缺失或改变，导致细胞死亡甚至引起癌症。
领导这项研究的Susan Forsburg是南加州大学的分子生物学教授，他领导团队对酵母进行研究，向人们展示如果同时破坏异染色质和复制叉蛋白，会显著增多异常染色体，甚至导致细胞死亡。
“这项研究能够帮助我们正确理解，不同突变共同产生致命效果的机制，”Forsburg教授说。“重要的是，我们研究中的所有基因都可以在人体内找到对应，而且其中一些基因的突变已经与癌症关联起来。”
“我们已经知道，癌症与表观遗传学修饰改变基因表达有关，”Forsburg说。“现在我们看到了表观遗传学修饰与复制叉蛋白的协同效应，表观遗传学修饰形成了异染色质结构，而这一结构与复制叉稳定性一同保护着着丝粒。”
研究表明，异染色质蛋白和复制叉保护机制联手发挥作用，避免异常重组，保护着丝粒完整性并确保染色体正确分离。下一步，研究人员将继续寻找，在这一过程中同样起协同作用的其他因素。
