Scripps研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種在衰老過程中微調(diào)端粒的蛋白，該蛋白是端粒長(zhǎng)度上限的決定因子。此項(xiàng)研究在1月13日的Science上發(fā)表。了解端粒的長(zhǎng)度是至關(guān)重要的，因?yàn)槎肆Q定體內(nèi)細(xì)胞的壽命，也決定衰老和癌癥發(fā)病的關(guān)鍵流程。
Scripps研究所的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種在衰老過程中微調(diào)端粒的蛋白，該蛋白是端粒長(zhǎng)度上限的決定因子。此項(xiàng)研究在1月13日的Science上發(fā)表。了解端粒的長(zhǎng)度是至關(guān)重要的，因?yàn)槎肆Q定體內(nèi)細(xì)胞的壽命，也決定衰老和癌癥發(fā)病的關(guān)鍵流程。
微調(diào)端粒的TZAP和其機(jī)制被發(fā)現(xiàn)
端粒末端有個(gè)端粒特異性保護(hù)蛋白復(fù)合體(shelterin)，是與端粒結(jié)合的六蛋白復(fù)合體，防止端粒被當(dāng)成雙鏈DNA的帽狀結(jié)構(gòu)。如果端粒長(zhǎng)，shelterin復(fù)合物的蛋白濃度相對(duì)就較低。人們已知端粒酶是修復(fù)端粒的，但它同時(shí)也在使癌細(xì)胞的端粒增長(zhǎng)。之前人們認(rèn)為DNA復(fù)制時(shí)由于RNA引物的存在，而當(dāng)復(fù)制到端粒時(shí)，RNA引物脫落致使DNA一條鏈變短，端粒就是這樣一點(diǎn)點(diǎn)變短，還并不知道有其它蛋白能夠調(diào)整端粒的長(zhǎng)度。
此文章發(fā)現(xiàn)的新蛋白，命名為TZAP（端粒相關(guān)鋅指蛋白），和染色體末端結(jié)合決定了端粒有多長(zhǎng)。TZAP優(yōu)先地和擁有低濃度的shelterin復(fù)合物的長(zhǎng)端粒結(jié)合，與端粒重復(fù)序列結(jié)合因子TRF1和TRF2競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)位于端粒時(shí)，TZAP觸發(fā)“端粒微調(diào)”，這一過程導(dǎo)致端粒重復(fù)序列的快速刪除。
基于這些結(jié)果，研究人員提出了一種在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中端粒長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)模式：長(zhǎng)端粒中shelterin復(fù)合物的濃度降低，造成TZAP和端粒的結(jié)合啟動(dòng)端粒微調(diào)。對(duì)TZAP結(jié)合長(zhǎng)端粒代表觸發(fā)端粒微調(diào)的開關(guān)，設(shè)置了端粒長(zhǎng)度的上限。
科學(xué)家解說TZAP被發(fā)現(xiàn)的意義
Scripps研究所的副教授ErosLazzeriniDenchi說：“端粒代表一個(gè)細(xì)胞的時(shí)鐘。你生來就具有一定長(zhǎng)度的端粒，每次細(xì)胞分裂，就會(huì)失去一點(diǎn)端粒。一旦端粒太短，細(xì)胞就不能分裂了。”
自然，研究人員對(duì)延長(zhǎng)端粒是否能延緩衰老感到好奇，許多科學(xué)家已經(jīng)研究使用一種叫做端粒酶的特殊酶來修復(fù)端粒。他們發(fā)現(xiàn)這樣做的一個(gè)缺點(diǎn)是，非自然的長(zhǎng)端粒是癌癥產(chǎn)生的一個(gè)危險(xiǎn)因素。
LazzeriniDenchi說：“端粒，這個(gè)細(xì)胞時(shí)鐘需要被精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)來允許足夠多的細(xì)胞分裂來產(chǎn)生分化的組織和維護(hù)我們身體的再生組織，同時(shí)限制癌細(xì)胞的增殖。”
在這項(xiàng)新的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)TZAP控制的過程稱為端粒的微調(diào)，確保端粒不會(huì)變得太長(zhǎng)。
LazzeriniDenchi解釋說：“這個(gè)蛋白決定了端粒長(zhǎng)度的上限，允許細(xì)胞增殖，但不能太多。”
在過去的幾十年里，唯一所知道和端粒特殊結(jié)合的蛋白是端粒酶和被稱為Shelterin復(fù)合體的蛋白復(fù)合物。特定和端粒結(jié)合的TZAP的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于很多相信沒有其它的蛋白和端粒結(jié)合的科學(xué)家是一個(gè)驚喜。
文章的第一作者JuliaSuZhouLi說：“這是一個(gè)和染色體末端結(jié)合的蛋白復(fù)合物，在它被發(fā)現(xiàn)之前沒有蛋白被證明特定地定位到端粒。”
LazzeriniDenchi說：“這項(xiàng)研究開辟了許多新的和令人興奮的問題。”
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