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深港科研突破:人类首个 “张力感应” DNA 切割酶问世

2025-12-12

  近日,香港大学与深圳湾实验室领衔的国际科研团队取得突破性进展,首次在哺乳动物中发现并证实一种名为ANKLE1的蛋白质,是具备“张力感应”能力的人类DNA切割酶。这一发现揭示了细胞应对DNA物理压力的全新机制,为癌症治疗等领域开辟了新路径,相关成果已发表于国际顶级期刊《自然-通讯》。

  细胞分裂是生命延续的核心过程,期间DNA需精准复制并平均分配至新细胞,稍有差池便可能导致基因紊乱。当细胞分裂进入末期,DNA有时会形成连接两个新细胞的“染色质桥”,如同被过度拉紧的绳索,这种张力若失控断裂,将引发严重遗传错误,成为癌症、免疫疾病的重要诱因。此前科学界始终未能明确细胞如何安全化解这类DNA张力危机。

  这项跨学科研究由港大生物科学学院陈英伟教授团队与深圳湾实验室Artem Efremov博士团队主导,香港科技大学及伦敦弗朗西斯·克里克研究所科研人员参与。团队摒弃传统生物学研究局限,将单分子生物物理技术与分子生物学方法相结合,利用微型磁钳精准操控单条DNA分子,成功捕捉到ANKLE1的特殊作用模式。

  研究证实,原本被认知为参与DNA修复的ANKLE1蛋白,实际是“智能DNA剪刀”。它能敏锐感知DNA的拉伸与扭曲状态,仅对处于张力或超螺旋状态的DNA进行切割,对正常状态的DNA则“视而不见”。这种精准识别机制,可在染色质桥断裂前主动介入,通过可控切割避免遗传物质随机断裂,为维持基因组稳定提供关键保障。

  “这是细胞感应并回应基因物理压力的全新机制。”Efremov博士强调,ANKLE1的张力感应特性,意味着细胞拥有一套应对机械压力的精密防御系统。陈英伟教授则指出,多学科融合是突破关键——物理学技术让传统方法难以捕捉的分子动态变得清晰可见。

  该发现的应用价值备受关注。研究团队推测,抑制ANKLE1功能可能使基因组本就不稳定的癌细胞进一步失衡,加速其凋亡。这一特性让ANKLE1有望成为癌症治疗的全新靶点,为开发精准靶向疗法提供理论支撑。此次成果不仅彰显了深港科研协同创新的优势,更推动人类对DNA保护机制的认知迈上新台阶,为未来生物医学研究提供重要方向。

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