科罗拉多州立大学的研究人员发现了一种替代方法，可以在实验室环境下利用转基因酵母研究DNA复制过程中的变化。与目前用于了解细胞周期停滞的药物方法相比，新方法提供了更清晰的窗口——细胞周期停滞是治疗癌症和遗传问题的关键基本机制。

该研究成果发表在《美国国家科学院院刊》上，由科罗拉多州立大学生物化学和分子生物学系助理教授GrantSchauer领导。该研究重点研究羟基脲，这是一种用于临床治疗癌症的化疗药物，也经常用于研究以阻止细胞发育周期。这样做可以让研究人员更好地探索基因组DNA在细胞分裂前准确复制的复杂过程。

这一过程在体内经常发生。然而，如果复制的DNA被有害的代谢中间体、紫外线或化疗药物改变，就会出现健康问题。当复制中的细胞在特定的生物控制检查点遇到这些问题时，该过程就会停止，以防止进一步的问题。羟基脲用于研究细胞如何以及何时通过激活这些停止点来停止复制过程，以研究其中复杂的生物过程。

几十年来，人们一直认为这种药物是通过阻止DNA构建块的产生而起作用的，但绍尔的团队注意到，这种药物同时也会在细胞的关键部位产生破坏性和活性氧。绍尔说，这些不良反应模糊了对细胞“终止开关”机制的了解，这种机制可以防止DNA在严酷的氧化环境中被错误复制。

“我们的研究表明，羟基脲阻止这一复制过程的方式比人们最初想象的要不那么具体，”他说。“我们发现氧化抑制了DNA聚合酶(直接复制DNA的酶机器)，方法是针对酶中的铁原子并将它们分开。即使在药物从该过程中被去除后，这种现象仍然存在。”

为了解决这个问题，科罗拉多州立大学的研究团队开发了一种使用基因工程酵母细胞(称为RNR-deg)的系统。该系统提供了一种毒性较小且可快速逆转的羟基脲替代品来阻止该过程。由于羟基脲如今被广泛使用，因此本文概述的新方法可能会显著改变围绕细胞停滞的研究方式。

绍尔表示，研究团队使用流式细胞术研究细胞的DNA含量和过程。本科生物化学专业的学生汉娜·雷特曼在收集和分析了该项目的数据后，成为了这篇论文的作者。她说，实验室的工作一开始让人感到害怕，但后来却成为了一次很好的学习经历。

“通过对这个项目和实验室的研究，我学到了很多在课堂上无法接触到的技术和概念，”她说。“在实验室里，你可以获得很大的独立性，并学到非常好的解决问题的技能。这是我将在整个职业生涯中继续拓展的东西，我永远感激拥有它。”

绍尔表示，研究团队将继续研究该课题，并计划开始将该技术从酵母细胞转移到人类细胞中。

“RNR-deg酵母菌株似乎是一种非常可行且可能更优越的替代品，”他说。“它没有羟基脲的任何负面影响，而这些负面影响可能一直困扰着我们。这是一个重要的发现，我期待着在未来继续我们的研究，将其应用于人类细胞。”