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科学家发现能直接剪断dna摧毁癌细胞的分子

【2014-05-15】


日前,来自耶鲁大学的研究人员在《自然-化学》杂志上报告称,他们发现了一种由海洋细菌产生的物质能够通过破坏 dna 的方式杀灭癌细胞,新发现为低剂量化疗药物的研发铺平了道路。

这种物质名为 lomaiviticin a ,先前已经被证明能杀死培养皿中的人类肿瘤细胞,但十几年来其作用机制一直未能揭晓。在一系列实验中,耶鲁大学的科学家seth herzon 和同事们发现这种物质能通过蚀刻、切割并最终破坏癌细胞的 dna ,阻断其复制过程的方式杀灭癌细胞。

herzon 表示, dna 是不少抗癌药物的目标,而直接破坏癌细胞的 dna 链是其中最有效的一种方式,但是很少有抗癌药物能够直接剪断 dna 。一种深海细菌产生的 lomaiviticin a 具备这种能力,它有望成为一种有效的化疗药物,且小剂量使用即可奏效。

这种物质包含两个二氮芴(能决定物质化学性质的功能团),能密切参与 dna 裂解的整个过程,同时剪断标准的 dna 结构。为了便于理解,可以将 lomaiviticin a 比作一把剪刀,而 dna 则是你想要修剪掉的两根缠绕在一起的葡萄藤。正如要剪断两根葡萄藤一样,其在与 dna 作用时,能够在一个点上同时剪断 dna 的两条链。

这种深海细菌还能产生另外两种相关物质 lomaiviticin c 和 kinamycin c,但这两种物质都只含有一个二氮芴,无法完成对 dna 的切割。

herzon 表示:“虽然我们目前还不清楚 lomaiviticin a 与 dna 之间到底发生了怎样的相互作用,以及究竟是什么最终导致了 dna 的断裂。但有一点是可以明确的,那就是在摧毁癌细胞的 dna 上,该物质具有强大的能力。此前近 6 年的研究并没有发现它的这种能力,这项工作的重要意义在于运用合成化学和分子生物学来解决了一个用任何一个单独的学科都无法解决的难题,显示了跨学科研究的巨大威力。”

原文检索:

laureen c. colis, christina m. woo, denise c. hegan, zhenwu li, peter m. glazer & seth b. herzon. the cytotoxicity of (?)-lomaiviticin a arises from induction of double-strand breaks in dna. nature chemistry, 11 may 2014

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