研究人员发现了一种以前未知的复制过程中的基因组保护方法。细胞基因组的保护是最重要的，因为任何损害都可能导致癌症或细胞死亡。由整套DNA组成的基因组，在细胞分裂前的复制过程中处于最脆弱的阶段。这使得不断进行分裂的癌细胞的基因组一直处于危险之中。

用彩色标签标记的蛋白质充满了人类宫颈癌细胞的主要部分，但不是细胞核（蓝色）。绿色细胞含有蛋白质TRPV2，红色细胞含有STING，而黄色和橙色细胞则含有两者的混合物。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员说，这些蛋白质是新发现的DNA保护途径的一部分，有可能成为改善癌症治疗的目标。

华盛顿大学医学院的研究人员发现了细胞在复制过程中利用的一种新的信号通路来保护它们的DNA。发表在《分子细胞》(Molecular Cell)上的研究结果表明，针对这一途径可以提高癌症治疗的有效性。

高级作者、细胞生物学和生理学教授Zhongsheng You说："一个不能保护其基因组的细胞将会死亡。我们发现的这一整个途径的存在是为了保护基因组，使细胞在面对复制压力时能够生存。通过将这一途径的抑制剂与针对DNA复制过程的化疗药物相结合，我们有可能使这种药物更加有效。"

当细胞的DNA复制机器在复制基因组时遇到问题，就会出现复制压力。某些长度的DNA本来就很难复制，因为它们包含许多重复序列。损害DNA的因素，如辐射和有毒分子，也会导致复制压力，致癌基因的激活也是如此。几十种癌症药物，包括广泛使用的药物，如顺铂和多柔比星，通过破坏DNA和增加复制压力而发挥作用。

You主要研究细胞在复制时如何保护其基因组，在他职业生涯的早期，他研究了ATR-Chk1基因组保护途径--一个控制细胞分裂周期的途径，并防止停滞的复制机器完全失败并导致DNA断裂。在过去的八年里，他和他的团队用心拼凑出另一条以前未知的基因组保护途径。通过这项新的研究，拼图的最后一块已经安放到位。

他们发现的这个过程是这样的。当DNA复制机器停滞不前时，通常跟在机器后面的一种叫做Exo1的蛋白质就会失控。Exo1的工作是通过切断错误复制的DNA片段来进行质量控制，但是当机械停止前进时，Exo1开始胡乱地剪断，切断DNA的片段，然后使其离开细胞核并进入细胞的主要部分。在正常情况下，DNA不会出现在细胞核外，因此它在细胞的主要部分的出现会触发警报。在遇到一个DNA片段时，一个传感器分子触发了一连串的分子事件，包括从一个被称为内质网的细胞器中释放钙离子，这反过来又关闭了Exo1，阻止它进一步切割基因组，直到机器的问题能够被修复。

这项最新的研究描述了DNA片段的发现，它是启动整个基因组保护反应的警告信号。该研究由第一作者Shan Li博士领导，他曾是博士后研究员，后来成为尤教授实验室的职员科学家。Li现在是浙江大学医学院的助理教授。合著者Kong Lingzhen是一名研究生，也对这项研究做出了重要贡献。

多年来，You和同事们已经确定了参与这一基因组保护途径的八个蛋白质因子。它们中的大多数已经有抑制剂在开发中，可以重新用于癌症研究。

You说："现在我们有了这个途径，我们想知道它是否可以作为癌症治疗的目标。肺癌、卵巢癌和乳腺癌在本质上处于复制压力之下。其他癌症则被化疗药物置于复制压力之下。这一途径保护细胞不受复制压力的影响，因此，如果我们能够阻断这一途径，可能会改善患者对癌症疗法的反应。"

这一途径中的几个蛋白质也在其他关键的生物过程中发挥作用，包括免疫、代谢和自噬，自噬是细胞分解自身不需要的物质的过程。

"这个途径最令人兴奋的事情之一是它如何与许多其他途径相交。我一直专注于癌症，但这其中的大部分也可能适用于自身免疫性疾病。我们确定的两个蛋白质已经与免疫反应的慢性激活和自身免疫性疾病有关。我们想了解这种复制-压力反应途径和先天免疫反应途径之间的关系。我们所做的工作是非常基础的，把这些基本过程联系起来，看看它们与人类健康和疾病的关系是如此令人兴奋。"