纠错机制对细胞非常重要，因为随着所有细胞活动的不断进行，故障一直在出现。但是当涉及到癌细胞时，诱导错误符合细胞的最佳利益。放疗和化疗可以通过破坏细胞的DNA来引起细胞缺陷。然而，一些肿瘤细胞具有非常有效的DNA修复机制，使它们能够逃避癌症治疗。

在Cell Reports上发表的一篇论文中，CNIO的Óscar Llorca，CNB的Fernando Moreno-Herrero和CIMA-Navarra大学的Puri Fortes现在揭示了这些非凡修复系统之一的工作原理：一种分子主食，首次使用新的纳米技术在起作用。

在预后最差的肝癌中

几年前，由Puri Fortes团队领导的一个研究小组发现，大约一半的肝细胞癌(最常见的肝癌类型)患者会产生一种名为NIHCOLE的RNA分子，该分子主要存在于最具侵袭性的肿瘤中，并且与预后不良有关。Fortes，Llorca和Moreno-Herrero得出结论，NIHCOLE在帮助修复断裂DNA方面非常有效，这就是为什么放射治疗在存在DNA的肿瘤中效果较差的原因。通过消除NIHCOLE，接受放疗治疗的癌细胞更容易死亡。

然而，NIHCOLE促进DNA断裂修复的分子机制尚不清楚。刚刚发表在Cell Reports上的论文对此进行了解释：NIHCOLE形成了一座桥梁，将断裂的DNA片段结合在一起。

“NIHCOLE同时与识别片段DNA两端的蛋白质相互作用，就好像将它们缝合在一起一样，”Llorca和Moreno-Herrero解释说。

了解这种机制可能有助于制定对抗预后最差的肝癌的策略。“使用NIHCOLE抑制剂药物可能代表一种针对最常见肝癌形式的新疗法，”研究人员说。

用于拉伸DNA的磁性纳米镊子

为了了解NIHCOLE的工作原理，Fernando Moreno-Herrero的小组使用了磁性镊子，这是一种纳米技术技术，可以研究单个分子的物理特性。

研究人员设计了一种模仿断裂DNA的DNA分子，使他们能够检测两个碎片末端之间的连接。首先，他们将千分之一毫米的微小磁珠附着在DNA的一端，然后使用磁性纳米镊子拉动该端。拉伸DNA的长度表明它是一个重组的DNA分子，其中DNA的断裂端已经连接在一起，或者它是否仍然断裂。

对于Cell Reports论文的作者来说，这些数据表明NIHCOLE“通过帮助肿瘤细胞修复DNA断裂来赋予它们优势，从而维持癌细胞的恶性增殖，尽管细胞分裂本身的压力导致DNA损伤的积累。

不再是垃圾的“垃圾DNA”

NIHCOLE 不是由基因合成的蛋白质，而是一种 RNA 分子。这是二十年前生物学家称之为垃圾DNA的一部分，当时人类基因组正在测序。当时，他们错误地认为这种DNA是无用的。

Llorca解释说：“生物学的核心教条之一是DNA中每个基因中包含的信息被翻译成蛋白质。因此，当科学家们发现我们只有 2% 的 DNA 含有基因时，他们感到震惊;我们基因组的其余部分是干什么用的?不可想象的是，98%的基因组是垃圾的、无用的DNA。在过去的十年中，已经表明，这种黑暗基因组的一部分产生非常长的RNA分子，其中一些在癌症中具有普遍的功能。

NIHCOLE是这些长RNA分子之一，其存在和功能直到最近才被发现，以至于生物学家仍然感到惊讶。同样令人惊讶的是，只需要一小块NIHCOLE即可作为分子主食。

“这将允许开发阻断或扭曲这种结构的药物，从而提高癌症患者放疗或化疗的疗效，”该论文的作者说。