Cell重點推薦：當端粒遇到端粒酶
日期：2012-08-16 08:07:37
來自加拿大舍布魯克大學的兩位學者就近期公布的一項端粒酶研究成果，發表了題為“Exposing Secrets of Telomere-Telomerase Encounters”的評點文章，指出端粒為了保持其功能和穩定性，必須通過與端粒酶交互作用來實現。在人類細胞中，這種相互作用是由卡哈爾體（Cajal body）介導完成，而新研究則發現了建立良好化學關聯的一種分子機制。
端粒是位于真核生物線性染色體末端的由DNA和蛋白質組成的復合物結構，它對于基因組的完整性以及染色體的穩定性發揮著至關重要的作用，端粒DNA長度以及其結構的維持與細胞衰老和癌癥發生密切相關。在有端粒酶活性的細胞中，端粒酶途徑是端粒DNA長度維持的主要機制；當端粒酶缺失時，細胞也可以通過同源重組途徑維持端粒DNA長度。
如果端粒酶無法維持染色體的兩端，細胞就會停止增殖。端粒酶功能異常將有利于癌細胞，但在正常干細胞中它會引起嚴重的功能障礙，并導致諸如肺纖維化、再生障礙性貧血和先天性角化不良等疾病。
來自美國斯坦福大學醫學院的研究人員早期鑒定出一種被稱作TCAB1的蛋白：該蛋白能夠將端粒酶復合體攜帶到細胞核中卡哈爾體的加工區域。所謂卡哈爾體是相當具保守性的核細胞器。到目前為止，在脊椎動物、果蠅、酵母菌，以及植物中均發現存在卡哈爾體。盡管卡哈爾體被發現已經100多年，卡哈爾體的確切功能還不是很明朗。
為了弄清楚端粒酶復合體如何被運載到端粒末端，在最新研究中，研究人員進行了進一步分析，發現端粒酶是通過與包被染色體末端的蛋白TPP1相互作用而被招募到端粒上。更重要的是，他們鑒定出端粒結合TPP1上的精確區域：一個被稱作OB-fold的區域。
研究人員發現當讓TPP1上的這個位點發生突變時，研究人員能夠阻斷這兩個蛋白的相互作用，從而阻斷端粒酶轉移到端粒上。而且當他們在人癌細胞中干擾這種相互作用時，癌細胞端粒開始縮短。
之后為了確證他們的研究發現，研究人員還利用來自患有肺纖維化(pulmonary fibrosis)的病人的細胞來開展研究。這種疾病長期困擾著研究人員和臨床醫生，因為在實驗室進行測試時患者突變的端粒酶似乎是完全活化的。
結果研究人員發現疾病相關突變發生在與TPP1互作的端粒酶部分，干擾了它們的結合。因此這種發生突變的酶盡管處于活化狀態，也不能到達需要它的位點。
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