由香港大学与深圳湾实验室领导的国际团队取得突破性发现，首次在哺乳动物中发现及证实一种名为ANKLE1的人类蛋白质，能够感应并回应DNA物理张力的DNA切割酶。这种“张力感应”机制在细胞分裂过程中维持遗传物质完整性至关重要，该机制失常可能导致癌症等严重疾病。
这项研究结果已发表在国际顶级学术期刊《自然-通讯》，标志着科学家在理解细胞保护自身DNA机制方面的重大进展。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博士团队跨领域合作完成，充分体现了深港两地科研协同优势。研究还获得香港科技大学及伦敦弗朗西斯·克里克研究所的科学家参与。
每当细胞分裂时，DNA都要被精准复制并平均分配到两个新细胞。然而，此过程并非每次都能顺利进行——有时DNA会缠结，形成“染色质桥”。这些DNA丝状结构在细胞分裂过程中连接着两个新细胞，并承受着强烈的物理张力。若这些桥梁以不受控制的方式断裂，便可能引发严重的基因错误，导致癌症或免疫疾病。
研究通讯作者陈英伟教授解释：“可以把细胞分裂时出现的染色质桥想象成被拉紧的绳索。如果它们突然断裂，便会对基因组造成严重损害，导致突变和不稳定。”在此之前，科学家尚未完全了解细胞如何能在不造成灾难性损害的情况下，安全解决这些承受张力的DNA桥。
研究揭示，原本已知与DNA修复相关的蛋白质ANKLE1，其实在细胞分裂过程中扮演着一种具“张力感应”的核酸酶。研究团队运用先进的单分子实验技术——以微型磁钳操控单条DNA分子——发现ANKLE1能够“感受”DNA的拉伸或扭曲，并只会切割处于张力或超螺旋状态的DNA，就如同被过度拉紧的染色质桥一样。这种精确性机制防止了DNA随机断裂，维持基因组稳定。
共同通讯作者、深圳湾实验室生物物理学专家Efremov博士表示：“我们的研究显示，ANKLE1就像一把智能剪刀，只会在必要时——当DNA受拉伸、处于危险之际才会进行切割。这是一种细胞感应并回应基因物理压力的全新机制。”
陈英伟教授补充说：“这项研究的成功，全赖多学科专业的结合。通过物理学的方法，我们得以观察ANKLE1如何回应DNA的物理状态，这是传统生物学手段难以捕捉的现象。"
该发现大幅推进对细胞在物理张力下维持遗传物质稳定性的理解。研究指出，抑制ANKLE1可能令基因组不稳定的癌细胞进一步失衡，因此ANKLE1有望成为癌症治疗的新靶点，为利用肿瘤细胞弱点带来新策略。
编辑 吴诗敏 审读 张雪松 二审 桂桐 三审 陈晨
（作者：深圳特区报&读特记者 蔡达菁）
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