채플 힐 – UNC 의과대학 과학자들은 실험실 실험에서 DNA를 표시하는 데 일반적으로 사용되는 EdU라는 분자가 실제로 인간 세포에서 DNA 손상으로 인식되어 DNA 복구의 폭주 과정을 촉발한다는 놀라운 발견을 했습니다. 암세포를 포함한 영향을 받는 세포에 치명적입니다.
에 발표된 발견, 과학 국립 아카데미의 절차는 독성과 빠르게 분열하는 세포에 대한 선택성을 고려할 때 EdU를 암 치료의 기초로 사용할 가능성을 지적합니다.
연구 수석 저자는 "EdU의 예상치 못한 특성은 특히 뇌암에 대한 잠재력에 대한 추가 연구를 수행하는 것이 가치가 있음을 시사합니다"라고 말했습니다. 아지즈 산카r, MD, PhD, Sarah Graham Kenan UNC 의과대학 생화학 및 생물물리학 교수이자 UNC Lineberger 종합 암 센터 회원입니다. “우리는 이것이 기본적이지만 중요한 과학적 발견임을 강조하고 싶습니다. 과학계는 EdU가 실제로 암에 대한 무기가 될 수 있는지 알아내기 위해 많은 노력을 기울이고 있습니다.”
Aziz Sancar, MD, PhD(UNC-CH 사진)
EdU(5-ethynyl-2'-deoxyuridine)는 본질적으로 2008년에 DNA 빌딩 블록 티미딘의 유사체 또는 화학적 모방체로 처음 합성된 인기 있는 과학 도구입니다. A), 시토신(C), 구아닌(G) 및 티민(T). 과학자들은 실험실 실험에서 세포에 EdU를 추가하여 DNA의 티미딘을 대체합니다. 다른 티미딘 유사체와 달리 형광 프로브 분자가 단단히 결합하는 편리한 화학적 "손잡이"가 있습니다. 따라서 예를 들어 세포 분열 중 DNA 복제 과정에 대한 연구에서 DNA에 라벨을 붙이고 추적하는 데 비교적 쉽고 효율적으로 사용할 수 있습니다.
수천 건의 연구에서 발표된 바와 같이 2008년부터 과학자들은 EdU를 이러한 방식으로 도구로 사용했습니다. DNA 복구에 대한 획기적인 연구로 2015년 노벨 화학상을 수상한 Sancar는 그러한 과학자 중 한 명입니다. 그의 연구실이 EdU를 사용하기 시작했을 때 그의 팀은 예기치 않게 EdU로 표지된 DNA가 자외선과 같은 DNA 손상 물질에 노출되지 않은 경우에도 DNA 복구 반응을 유발한다는 것을 관찰했습니다.
Sancar는 "그것은 상당한 충격이었습니다. "그래서 우리는 그것을 더 탐구하기로 결정했습니다."
이상한 관찰에 이어 팀은 EdU가 아직 불명확한 이유로 DNA를 변형시켜 뉴클레오타이드 절제 수선이라고 하는 수선 반응을 유발한다는 사실을 발견했습니다. 이 과정에는 손상된 DNA의 짧은 부분을 제거하고 대체 가닥을 재합성하는 과정이 포함됩니다. 이것은 자외선, 담배 연기 및 DNA 변경 화학 약품으로 인한 대부분의 손상을 복구하는 메커니즘입니다. 연구진은 EdU에 의해 유도된 절제 수선을 고해상도로 매핑하여 게놈 전체에 걸쳐 발생하며, 각각의 새로운 수선 가닥이 EdU를 포함하여 수선 반응을 새롭게 유발하기 때문에 분명히 반복적으로 발생한다는 것을 발견했습니다.
EdU의 독성 메커니즘은 미스터리였지만 EdU는 세포에 중간 정도의 독성이 있는 것으로 알려져 있었습니다. 팀의 발견은 EdU가 헛된 절제 수선의 폭주 과정을 유도하여 세포를 죽이고 궁극적으로 세포가 apoptosis라고 불리는 프로그램된 세포 사멸 과정을 통해 스스로를 종료하도록 유도한다는 것을 강력하게 시사합니다.
Sancar는 그 발견이 그 자체로 흥미로웠다고 말했다. 왜냐하면 그것이 EdU를 사용하여 DNA에 라벨을 붙인 연구원들은 폭주하는 절제 수리의 유발을 고려해야 한다고 제안했기 때문입니다.
Sancar는 "우리가 말하는 바와 같이 수백, 아마도 수천 명의 연구원들이 인간 세포가 DNA 손상으로 감지한다는 사실을 모른 채 실험실 실험에서 DNA 복제 및 세포 증식을 연구하기 위해 EdU를 사용합니다."라고 말했습니다.
Sancar와 동료들은 또한 EdU가 활발하게 분열하는 세포에서만 DNA에 통합되는 반면, 뇌에서는 대부분의 건강한 세포가 분열하지 않기 때문에 EdU의 특성이 효과적인 뇌암 약물의 기초가 될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 따라서 원칙적으로 EdU는 분열하지 않고 건강한 뇌 세포를 보존하면서 빠르게 분열하는 암성 뇌 세포를 죽일 수 있습니다.
Sancar와 그의 팀은 항암제로서의 EdU의 특성을 조사하기 위해 다른 연구자와 후속 협력을 추구하기를 희망합니다.
Sancar는 "이전 연구에서 EdU가 뇌암 세포를 포함한 암세포를 죽인다는 증거를 이미 발견했지만 이상하게도 아무도 그 결과를 추적하지 않았습니다.
(다) UNC-CH
