癌细胞简化自身基因组冗余序列以便快速增殖

  核糖体DNA编码核糖体的关键组分-核糖体RNA，对蛋白质翻译和细胞增殖具有重要的作用。然而，核糖体DNA的拷贝数在人类基因组中是易变的，由于技术手段的限制，人们对哺乳动物细胞如何维持和控制核糖体DNA的拷贝数和稳定性所知甚少。本研究应用计算生物学和数字微滴式PCR（Droplet digital PCR）方法分析了正常和癌症状态下，人类和小鼠基因组中核糖体DNA的拷贝数和序列变异情况。发现人类癌症基因组中核糖体DNA拷贝数出乎意料地显著减少，并伴随许多其他基因拷贝数的变异。此外，癌症基因组的核糖体DNA序列也更易发生突变。

      根据文献证据的提示，研究团队进一步探讨了癌症模型中mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白，mammalian target of rapamycin）功能与核糖体DNA拷贝数减少的关系。发现Pten基因（mTOR信号通路的负调控因子）敲除的白血病小鼠模型中，癌症造血干细胞早期就出现核糖体DNA拷贝数的减少，但其细胞增殖、核糖体RNA合成和蛋白翻译水平等均显著提高。说明核糖体DNA拷贝数丢失是mTOR通路过表达的癌症的一种常见特征。这一研究结果提示，测定核糖体DNA拷贝数，可成为预测癌症对DNA损伤药物敏感性的一个简单而有效的新指标。