北卡罗来纳大学（UNC）的研究人员发现，一种用于标记DNA的普通实验室分子可以触发一个失控的过程，最终导致细胞死亡。但研究小组表示，这也可能有积极的用途，作为一种潜在的癌症治疗方法。
这种分子被称为5-ethynyl-2'-deoxyuridine (EdU)，它被设计为胸苷的化学替代物，胸苷是DNA中的一种关键核苷。与天然版本或其他替代品相比，EdU的优势在于它有一个受体，荧光分子可以很容易地与之结合，使科学家可以标记DNA并跟踪细胞分裂等过程中的变化。
然而，人们知道EdU对细胞有中等程度的毒性，尽管这种影响的具体机制还没有被确定。在以前的工作中，UNC团队注意到，被EdU标记的DNA似乎会唤起一种修复反应，即使在没有通常损害DNA的触发因素的情况下也是如此。因此在新研究中，他们调查了这种情况发生的原因，并发现它创造了一个反馈回路，最终可能以细胞的死亡而告终。
经过仔细检查，研究小组发现，在EdU标记的DNA中调用的特定类型的修复反应是所谓的核苷酸切除修复。这个常见的过程是DNA在暴露于诸如紫外线或香烟烟雾之后被修复的方式，它包括剪掉一段受损的DNA并重新合成一个新的副本。
研究人员绘制了这种切除修复图，并发现它发生在整个基因组中EdU所在的地方。而且它并不只发生在一个时间点上--这个过程被发现会反复发生。这是因为新合成的DNA链也含有EdU，它触发了同样的修复反应。
这种恶性循环可以解释EdU对细胞的神秘的毒性。它将细胞困在一个不断修复DNA的循环中，永远无法“解决”问题，直到最终细胞触发一个自我毁灭序列。
该团队表示，这一发现对EdU在DNA标记中的应用具有重大意义，但它也可能开启了其他突破。由于该分子倾向于选择快速分裂的细胞，EdU可能具有抗癌特性。脑癌可能是一个特别好的目标，因为它是一个快速增长的细胞团，周围是已经停止分裂的健康细胞。
该研究的资深作者Aziz Sancar说：“EdU的意外特性表明，值得对其潜力进行进一步研究，特别是针对脑癌。我们想强调的是，这是一个基本但重要的科学发现。科学界还有很多工作要做，以弄清EdU是否真的能成为一种抗癌‘武器’。”
这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS) 上。