港大率國際團隊首揭人類蛋白可阻癌細胞誕生

香港文匯報訊（記者 高鈺）由香港大學領導的國際團隊首次在哺乳動物中發現及證實一種名為「ANKLE1」的人類蛋白質，能感應並回應DNA物理張力的DNA切割酶（核酸酶），這種「張力感應機制」在細胞分裂過程中對維持遺傳物質完整性至關重要，若機制失常可能導致癌症等嚴重疾病。有關研究結果已於《自然·通訊》發表，意味科學界在理解細胞保護自身DNA機制方面取得重大進展。

上述研究由港大生物科學學院陳英偉教授團隊與深圳灣實驗室Artem Efremov博士團隊跨領域合作完成，另香港科技大學及倫敦弗朗西斯·克里克研究所的科學家亦參與其中。

據介紹，每當細胞分裂時，DNA都要被精準複製並平均分配到兩個新細胞，但過程並非每次都能順利進行。有時DNA會纏結，形成「染色質橋」（Chromatin bridges），這些DNA絲狀結構在細胞分裂過程中連接着兩個新細胞，並承受着強烈的物理張力。若這些橋樑以不受控制的方式斷裂，便可能引發嚴重的基因錯誤，導致癌症或免疫疾病。

陳英偉解釋指，細胞分裂時出現的染色質橋就像是被拉緊的繩索，如果它們突然斷裂，便會對基因組造成嚴重損害，導致突變和不穩定。科學家以往尚未完全了解細胞如何能在不造成災難性損害的情況下，安全解決這些承受張力的DNA橋。

今次研究揭示，原本已知與DNA修復相關的蛋白質ANKLE1，其實在細胞分裂過程中扮演着一種具「張力感應」的核酸酶。研究人員運用先進的單分子實驗技術，以微型磁鉗操控單條DNA分子，發現ANKLE1能「感受」DNA的拉伸或扭曲，並只會切割處於張力或超螺旋（扭曲）狀態的DNA，就如同被過度拉緊的染色質橋一樣。這種精確性機制防止了DNA隨機斷裂，維持基因組穩定。

Efremov補充指，ANKLE1就像一把智能剪刀，只會在必要時，例如DNA受拉伸、處於危險之際才會進行切割。這正是一種細胞感應並回應基因物理壓力的全新機制。

有望成為治癌新靶點

團隊結合傳統生物學與尖端生物物理技術，對DNA分子施加精確力量，並實時觀察ANKLE1的活性，通過物理學的方法，科學家得以觀察ANKLE1如何回應DNA的物理狀態，是傳統生物學手段難以捕捉的現象。該發現大幅推進對細胞在物理張力下維持遺傳物質穩定性的理解，亦為細胞如何防止危險的DNA斷裂、從而避免癌症和其他疾病提供了關鍵線索。

研究亦指出，抑制ANKLE1可能會讓癌細胞更容易被現有的化療藥物殺死，ANKLE1有望成為癌症治療的新靶點，為利用腫瘤細胞弱點帶來新策略。