Cairns研究組的主要研究方向是染色質(zhì)重塑復(fù)合物（chromatin remodeling complexes，CRC），這種細胞內(nèi)蛋白復(fù)合物就像是一個馬達，能松弛或者壓縮DNA的不同部分，分別用于表達或者沉默基因。

    在之前的研究中，科學(xué)家們認為這種作用一般在未接到指令的時候，是保持休眠狀態(tài)的，但是Cairns和另外一位合作研究人員Cedric R. Clapier，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵CRC中的馬達促進基因包裝和組裝的這種作用是天然開啟的，并不需要什么指令，指令的作用其實是關(guān)閉。

    “許多研究文獻表明，腫瘤細胞中的CRCs發(fā)生了突變，這些復(fù)合物與基因表達調(diào)控密切相關(guān)，主要是用于正確包裝能控制生長增殖的基因，以及解包裝腫瘤抑制因子，”Cairns說，“這項研究揭示了CRC基因突變引發(fā)癌癥的機理。”

    染色體是由長鏈DNA通過周圍蛋白節(jié)點：核小體包裝壓縮而成的，當(dāng)DNA被壓縮時，這一區(qū)域的基因就被關(guān)閉了。一些CRCs——去組裝CRCs（disassembly CRCs）在某些細胞進程中能作為馬達，解開DNA鏈區(qū)域，使得這些基因激活，還有另一種類型稱為組裝CRC（assembly CRCs），則作用相反，在這一細胞進程完成后，能將DNA鏈重新包裝起來。這種解開-再包裝的重復(fù)循環(huán)過程貫穿了細胞整個生命周期。

    在這項研究中，Cairns和Clapier聚焦于組裝CRC。“在此前的研究中，我們認為這種馬達一般是關(guān)閉的，只有當(dāng)細胞其它部分的蛋白開啟它，才會啟動，”Cairns說，“因此研究人員一直在CRC馬達上尋找能結(jié)合上去的這個開關(guān)。”

    “然而事實證明，CRC馬達的側(cè)面總是有一個‘開關(guān)’能抑制其活性，除非遇到一個可以定位在核小體上的標(biāo)記序列。這個標(biāo)記翻轉(zhuǎn)了這個抑制開關(guān)，從而CRC能令DNA鏈沿著核小體圍繞彎曲，促進基因表達，沉默基因，”Cairns說，“我們的研究結(jié)果改變未來研究的方向，即要想了解CRCs如何被調(diào)控的，不是要去找CRC馬達本身，而是要去找馬達兩側(cè)的一種‘開關(guān)’。”

    這項研究還指出了CRC的測量功能：檢測一個核小體與另外一個核小體之間的正確距離，這個功能能告訴馬達在合適的時間上關(guān)閉，這對于基因沉默來說十分重要。

    Cairns實驗室目前正嘗試分析去組裝CRC上是否也具有相同的開關(guān)概念，“還有其它的重塑復(fù)合物家族具有其它功能，如DNA修復(fù)，”，“我們希望這個概念也能用于這些復(fù)合物。”

    關(guān)于癌癥與染色質(zhì)重塑，其實也屬于表觀遺傳學(xué)的一個方面，近期來自NIH的研究人員也發(fā)現(xiàn)了染色體易位促進癌癥發(fā)生的新機理——他們發(fā)現(xiàn)DNA損傷的頻率與易位的頻率直接呈正比。有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)一種稱為AID的酶在B細胞中損傷了大約150多種基因，使得它們更易于發(fā)生易位。在這些靶基因中，許多過去都曾證實在人類癌癥中發(fā)生了易位。進一步的分析還揭示AID確失的情況下，基因鄰近效應(yīng)（gene proximity）或相互作用頻率都是易位的推動力。

    此外，還有一組研究人員開發(fā)了一種新的癌細胞體內(nèi)定位技術(shù)：液體活檢法，通過這種方法，科學(xué)家能夠為癌細胞“染色”，使得這些游走在血管中的特殊致命細胞在特殊光線照射下呈熒光色，從而幫助醫(yī)療人員追蹤癌細胞擴散的方向，快速制定診斷方案。這些成果都有助于分析癌癥與染色體之間的關(guān)聯(lián)。