Nup98 蛋白不僅是細胞核的「守門人」,也是 DNA 修復的「調度員」

作者 | 發布日期 2025 年 07 月 06 日 0:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 line share Linkedin share follow us in feedly line share
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Nup98 蛋白不僅是細胞核的「守門人」,也是 DNA 修復的「調度員」

維持 DNA 完整,對生命健康至關重要。若 DNA 斷裂,後果不堪設想,可能引發癌症或加速老化。最近美國南加州大學(University of Southern California)找到出人意外的發現:一種掌管物質進出細胞核的蛋白 Nup98,也是 DNA 修復的關鍵「調度員」。論文刊登於《Molecular Cell》期刊。

細胞與分子生物學家 Irene Chiolo 博士與 Chiara Merigliano 博士領軍,發現 Nup98 能在細胞核內形成類似液滴的「凝聚體」(condensates),包裹受損 DNA,巧妙調控修復流程,不僅有助消除基因錯誤,還可能有改寫癌症治療與延緩老化的潛力。

DNA 並非平均分布細胞核,有些區域像寬敞的圖書館,開放且易檢索;有些稱做「異染色質」區域則像封閉倉庫,書籍緊密堆疊。異染色質通常由大量重複 DNA 序列構成,導致此區域 DNA 斷裂時,細胞可能無法辨認原本順序,造成修復錯誤引發基因突變或染色體重組。

Chiolo 博士長期研究異染色質 DNA 損傷修復機制,這次發現讓她眼睛為之一亮,Nup98 竟會主動參與複雜的修復。

Nup98 不只是核膜蛋白,還是受損 DNA 的「保鑣」

已知 Nup98 為核孔複合體(nuclear pore complex)成員,負責管控分子進出細胞核。研究顯示,它在 DNA 斷裂時,會在受損部位附近形成微小凝聚體,暫時包覆受損 DNA,將之從擁擠異染色質區「抬出來」,送往細胞核內「DNA 修復工廠」。

Nup98 就像身手敏捷的保鑣,破壞現場即刻搭起臨時護盾,將損傷 DNA 小心運送至修復中心,避免原地遭更多破壞或錯誤修復。

Nup98 不只能「搬運」DNA,還會管理時間。DNA 修復時若有蛋白質過早介入,可能會產生致命錯誤。Nup98 形成的凝聚體能暫時將這些蛋白排除,直到上一步驟完成,再讓下一步驟蛋白「進場」。這種精密協調機制,對維持基因體穩定性至關重要,更有助防止癌變與老化。

雖然這次研究使用果蠅細胞,但 DNA 修復機制果蠅與人類有許多相似處,人類細胞可能也有類似修復系統。急性骨髓性白血病(Acute Myeloid Leukemia)病患,Nup98 突變十分常見,且與病情惡化有關,也許將來可設計 Nup98 突變標靶治療,使癌細胞失去 DNA 修復能力而死亡。

展望未來,Chiolo 與 Merigliano 博士相信,這發現的潛力不僅癌症,基因突變也與老化、神經退化疾病息息相關,若能開發出模仿 Nup98 凝聚體功能的藥物,還有機會增強細胞 DNA 修復力,延緩老化或預防癌症發生。

(首圖來源:Yekaterina Kadyshevskaya / 南加大

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