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“染色體保護者”端粒由誰保護?

日期:2016-08-18 09:07:04

 總所周知,染色體末端的“帽子”——端粒,猶如一道防護屏障,保護著染色體。最近,西班牙國家癌癥研究中心(CNIO)由Maria A. Blasco領導的端粒和端粒酶研究組發現,盡管端粒有著特別緊湊的結構,很難進入,但是它們能轉錄像其他DNA這樣的信息。從這個過程所產生的RNA叫做TERRA,它們的功能對于保護端粒這些防護結構,是至關重要的。相關研究結果發表在《Nature Communications》雜志。

 

這一發現與該研究組兩年前的觀察結果是一致的。在那個時候,他們對小鼠細胞進行分析發現,保護這種哺乳動物的20條染色體的TERRA,只起源于對18染色體,并且在較小程度上,起源于9號染色體。

 

這些結果表明,在人類的情況下,這些RNA只在一個點上被轉錄。研究人員分析了18RNA——先前它們被認為可能是TERRA,但是它們只起因于20號染色體(20q)長臂,并出現在展示TERRA特點的X染色體(Xp)短臂。

 

為了證明在這兩個點上被轉錄的RNA確實是TERRA,作者用CRISPR-Cas9技術去除了這兩個位點。然后,他們指出,雖然Xp的抑制沒有明顯后果,但是20q抑制對端粒產生了極度負面的影響。

 

作者寫道:“把20q 識別為人類TERRA生成的一個主要位點,可讓我們解決TERRA端粒生物學的作用。”在各種細胞系中去除了它之后,他們發現,DNA和端粒損傷有明顯的增加,染色體不穩定性也增加。

 

這是第一次有研究,在任何生物體中證明了TERRA在端粒保護中的關鍵作用。Blasco解釋說:“這些結果是驚人的,因為它們清楚地表明,TERRA對于細胞活力以及端粒保護有著重要的作用;它們對于端粒執行端粒酶或端粒蛋白復合體(shelterins,保護端粒的蛋白質)的作用,也是同等重要的。”

 

發現20q區域作為TERRA的來源,并確證這些TERRA對于保護端粒所起的關鍵作用,為我們研究某些綜合征(在這些綜合征中,在該染色體區域檢測到了變化),打開了新的途徑。同時,它提供了一條新的路徑,來研究端粒疾病患者,然而,在通常涉及端粒酶、shelterins的基因并沒有發現改變。

 

端粒是染色體末端的保護帽,與衰老和疾病有關。關于端粒與人類衰老之間的關系已經有很多研究報道。去年1月份,根據美國斯坦福大學醫學院的科學家介紹,一種新的方法能夠快速而有效地延長人類端粒的長度,在這項研究中,經處理的細胞表現得比未處理的細胞更加年輕,在實驗室培養皿中任意增殖,而不是停滯或死亡。這項研究結果發表在最近的《FASEB Journal》雜志。

 

今年6月,西班牙國家癌癥中心的這個研究小組,與該中心轉基因小鼠核心部門合作,在實驗室里成功地制備了具有超長端粒和分子衰老減慢的小鼠,從而避免了迄今為止一直使用的標準方法:遺傳操縱。這種新技術是基于表觀遺傳變異,發表在《Nature Communications》雜志。

 


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