Science：衰老和癌症的關鍵——控制端粒長度的因子被發現

生物探索

編者按

Scripps研究所的科學家發現了一種在衰老過程中微調端粒的蛋白，該蛋白是端粒長度上限的決定因子。此項研究在1月13日的Science上發表。了解端粒的長度是至關重要的，因為端粒決定體內細胞的壽命，也決定衰老和癌症發病的關鍵流程。

Scripps研究所的科學家發現了一種在衰老過程中微調端粒的蛋白，該蛋白是端粒長度上限的決定因子。此項研究在1月13日的Science上發表。了解端粒的長度是至關重要的，因為端粒決定體內細胞的壽命，也決定衰老和癌症發病的關鍵流程。

微調端粒的TZAP和其機制被發現

端粒末端有個端粒特異性保護蛋白複合體(shelterin)，是與端粒結合的六蛋白複合體，防止端粒被當成雙鏈DNA的帽狀結構。如果端粒長，shelterin複合物的蛋白濃度相對就較低。人們已知端粒酶是修復端粒的，但它同時也在使癌細胞的端粒增長。之前人們認為DNA複製時由於RNA引物的存在，而當複製到端粒時，RNA引物脫落致使DNA一條鏈變短，端粒就是這樣一點點變短，還並不知道有其它蛋白能夠調整端粒的長度。

此文章發現的新蛋白，命名為TZAP（端粒相關鋅指蛋白），和染色體末端結合決定了端粒有多長。TZAP優先地和擁有低濃度的shelterin複合物的長端粒結合，與端粒重複序列結合因子TRF1和TRF2競爭。當位於端粒時，TZAP觸發「端粒微調」，這一過程導致端粒重複序列的快速刪除。

基於這些結果，研究人員提出了一種在哺乳動物細胞中端粒長度的調節模式：長端粒中shelterin複合物的濃度降低，造成TZAP和端粒的結合啟動端粒微調。對TZAP結合長端粒代表觸發端粒微調的開關，設置了端粒長度的上限。

科學家解說TZAP被發現的意義

Scripps研究所的副教授Eros LazzeriniDenchi說：「端粒代表一個細胞的時鐘。你生來就具有一定長度的端粒，每次細胞分裂，就會失去一點端粒。一旦端粒太短，細胞就不能分裂了。」

自然，研究人員對延長端粒是否能延緩衰老感到好奇，許多科學家已經研究使用一種叫做端粒酶的特殊酶來修復端粒。他們發現這樣做的一個缺點是，非自然的長端粒是癌症產生的一個危險因素。

Lazzerini Denchi說：「端粒，這個細胞時鐘需要被精準地調節來允許足夠多的細胞分裂來產生分化的組織和維護我們身體的再生組織，同時限制癌細胞的增殖。」

在這項新的研究中，研究人員發現TZAP控制的過程稱為端粒的微調，確保端粒不會變得太長。

Lazzerini Denchi解釋說：「這個蛋白決定了端粒長度的上限，允許細胞增殖，但不能太多。」

在過去的幾十年里，唯一所知道和端粒特殊結合的蛋白是端粒酶和被稱為Shelterin複合體的蛋白複合物。特定和端粒結合的TZAP的發現，對於很多相信沒有其它的蛋白和端粒結合的科學家是一個驚喜。

文章的第一作者Julia Su Zhou Li說：「這是一個和染色體末端結合的蛋白複合物，在它被發現之前沒有蛋白被證明特定地定位到端粒。」

Lazzerini Denchi說：「這項研究開闢了許多新的和令人興奮的問題。」

參考資料

TZAP: A telomere-associated protein involved in telomere length control

Scientists discover master regulator of cellular aging

本文系生物探索原創，歡迎個人轉發分享。其他任何媒體、網站如需轉載，須在正文前註明來源生物探索。