在細胞分裂的過程中，染⾊體之間還存在連接的部分會導致染⾊體未能正確分離，這種連接會形成 「染⾊質橋」。染⾊質橋有可能⼲擾細胞正常分裂，導致免疫系統失調，甚至促進癌細胞的形成。 ⾹港⼤學（港⼤）⽣物科學學院陳英偉博⼠領導的研究團隊，近⽇揭⽰了⼀種名為 ANKLE1 的酶的 獨有功能。ANKLE1 能通過切割這些染⾊質橋阻⽌遺傳物質的斷裂，從⽽避免免疫系統錯誤地攻擊 ⾃身的細胞。理解染⾊質橋在細胞分裂過程中被切割的機制，對發展能防治癌症和⾃身免疫等疾病 的醫療策略至關重要。這項研究⽬前已經在科學期刊先進科學（Advanced Science）上發表。
背景 在正常的細胞分裂過程中，必須確保遺傳物質 DNA 被平均地分配到兩個⼦細胞中︔然⽽，在這個 過程中，錯誤時常發⽣，導致⼀部分 DNA 不能分離，從⽽形成了稱為染⾊質橋的結構。染⾊質橋 是由 DNA 形成的絲狀物，連接着新細胞中兩個正在分離的染⾊體團。然⽽，這些染⾊質橋最終會 在細胞分裂的中期被夾在中間，從⽽導致細胞無法正常分裂。 當染⾊質橋被「卡着」，它們會被⼀種由微絲肌動蛋⽩複合物產⽣的⼒量扯斷，這可能會導致 DNA 斷裂並形成「微核」，進⽽導致基因組不穩定。基因組不穩定正是實體腫瘤的⼀個主要特徵，同時可 啟動先天免疫反應，造成⾃體免疫炎症。 為 了探索細胞解離染⾊質的保障機制，我們的研 究團 隊最近發現⼀種獨有的核酸內切 酶 （Endonuclease）ANKLE1 能通過切割染⾊質橋來避免 DNA 災難性斷裂的發⽣，它在中間體上解離 染⾊質橋的過程中扮演重要角⾊。這個機制可以確保 DNA 能夠有效分離，並保證其穩定性，對於防 ⽌癌症和⾃身免疫疾病具有重要意義。
ANKLE1 在防⽌ DNA 斷裂和⾃身免疫中的作⽤ 科學家早在⼀種⽣物研究中常⽤的微⼩環蟲「秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）」中鑑定出⼀ 個稱為 LEM-3 的核酸內切酶，並證實 LEM-3 具有在中間體（連接兩個⼦細胞的結構）分離染⾊質 橋的作⽤，從⽽使兩個⼦細胞完全分離。 ANKLE1 作為 LEM-3 的同源蛋⽩，研究其細胞學上的功能⾃然有助了解染⾊質橋的解離機制。 於是，我們的研究團隊使⽤ CRISPR/Cas9 基因組編輯技術在體外培育的⼈類細胞中刪除了 ANKLE1 基因，發現 ANKLE1 缺失造成更多細長染⾊質橋的形成，表明 ANKLE1 可以防⽌染⾊質橋的拉展， ⽽染⾊質橋最終會在肌動蛋⽩收縮⼒的作⽤下斷裂，產⽣⼤量的 DNA 碎⽚，⽽部分 DNA 碎⽚會形 成微核，另⼀些則可以被釋放到細胞質中，兩者都可以導致免疫反應⽽造成發炎。
然⽽最值得關注的是，ANKLE1 的缺失不僅會導致 DNA 斷裂和基因組不穩定性，同時也會啟動 cGAS-STING 介導的先天免疫反應。cGAS-STING 信號通路是⼀個先天免疫系統，主要通過識別細胞 質中的 DNA 從⽽抵禦病原體入侵。當 ANKLE1 缺失時，在染⾊質橋斷裂過程中產⽣的胞質 DNA 會 被錯誤地當成病原性的 DNA，進⽽觸發細胞的內在免疫反應。這些結果表明 ANKLE1 在維持基因組 穩定和防⽌⾃身免疫反應中發揮着雙重作⽤。
研究意義 本研究不僅發現了細胞利⽤中間體上的核酸內切酶 ANKLE1 像剪⼑⼀樣切割染⾊質橋以防基因組不 穩定性的機制，同時也增進了我們對於染⾊質橋和先天免疫之間的關聯。陳英偉博⼠表⽰：「越來越 多的研究數據表明，免疫反應在許多傳統抗癌藥物的臨床治療效果中扮演重要角⾊。例如，利⽤抗 細胞分裂的藥物是治療實體腫瘤的常⾒策略。然⽽，這些抗癌藥所誘導的染⾊質橋引起的免疫反應 是否是其抗癌效果的部分原因仍不清楚。染⾊體不穩定性和先天免疫之間的聯繫將會是腫瘤研究領 域的⼀個極具突破性前景的領域。
