北卡羅來納大學（UNC）的研究人員發現，一種用於標記DNA的普通實驗室分子可以觸發一個失控的過程，最終導致細胞死亡。但研究小組表示，這也可能有積極的用途，作為一種潛在的癌症治療方法。
這種分子被稱為5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU)，它被設計為胸苷的化學替代物，胸苷是DNA中的一種關鍵核苷。與天然版本或其他替代品相比，EdU的優勢在於它有一個受體，熒光分子可以很容易地與之結合，使科學家可以標記DNA並跟蹤細胞分裂等過程中的變化。
然而，人們知道EdU對細胞有中等程度的毒性，儘管這種影響的具體機制還沒有被確定。在以前的工作中，UNC團隊注意到，被EdU標記的DNA似乎會喚起一種修復反應，即使在沒有通常損害DNA的觸發因素的情況下也是如此。因此在新研究中，他們調查了這種情況發生的原因，並發現它創造了一個反饋迴路，最終可能以細胞的死亡而告終。
經過仔細檢查，研究小組發現，在EdU標記的DNA中調用的特定類型的修復反應是所謂的核苷酸切除修復。這個常見的過程是DNA在暴露於諸如紫外線或香煙煙霧之後被修復的方式，它包括剪掉一段受損的DNA並重新合成一個新的副本。
研究人員繪製了這種切除修復圖，並發現它發生在整個基因組中EdU所在的地方。而且它並不只發生在一個時間點上–這個過程被發現會反覆發生。這是因為新合成的DNA鏈也含有EdU，它觸發了同樣的修復反應。
這種惡性循環可以解釋EdU對細胞的神秘的毒性。它將細胞困在一個不斷修復DNA的循環中，永遠無法“解決”問題，直到最終細胞觸發一個自我毀滅序列。
該團隊表示，這一發現對EdU在DNA標記中的應用具有重大意義，但它也可能開啟了其他突破。由於該分子傾向於選擇快速分裂的細胞，EdU可能具有抗癌特性。腦癌可能是一個特別好的目標，因為它是一個快速增長的細胞團，周圍是已經停止分裂的健康細胞。
該研究的資深作者Aziz Sancar說：“EdU的意外特性表明，值得對其潛力進行進一步研究，特別是針對腦癌。我們想強調的是，這是一個基本但重要的科學發現。科學界還有很多工作要做，以弄清EdU是否真的能成為一種抗癌‘武器’。”
這項研究發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS) 上。