克里克研究揭示端粒t環(huán)的重要保護作用
根據(jù)克里克(Crick)的最新研究,端粒末端的環(huán)起著至關(guān)重要的保護作用,防止不可挽回的染色體損傷。
這項發(fā)表在《自然》雜志上的研究表明,端粒末端的“ t環(huán)”的纏繞和展開如何防止染色體被識別為DNA損傷。該研究還揭示了如何調(diào)節(jié)這一過程。
維持線性染色體的重大挑戰(zhàn)是必須防止將DNA末端檢測為DNA損傷。這個問題可以通過端粒來解決,端粒是保護染色體末端的非編碼DNA的特殊結(jié)構(gòu)。端粒被認(rèn)為可以保護染色體末端的一種方式是采用套索狀的t環(huán)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)可將DNA末端掩埋在端粒中并掩蓋它,防止其被檢測為DNA損傷。這些環(huán)是由端粒在染色體末端向后折疊而形成的,可以纏繞或解開。
盡管已知端粒在保護DNA和允許細(xì)胞分裂中起著至關(guān)重要的作用,但圍繞t環(huán),其功能和重要性一直存在不確定性。這是我們希望通過這項研究解決的一個問題。”
Panagiotis Kotsantis,Crick的DNA雙鏈斷裂修復(fù)代謝實驗室的論文作者和博士后
研究發(fā)現(xiàn),在細(xì)胞周期的正確階段纏繞或解開這些t環(huán)有多么重要。
如果DNA復(fù)制在t環(huán)保持纏繞的狀態(tài)下發(fā)生,則這將產(chǎn)生問題,因為前進的復(fù)制叉與t環(huán)碰撞,從而引發(fā)端粒的災(zāi)難性損失和染色體末端的破壞。
另一方面,研究人員通過操縱端粒使t環(huán)在整個細(xì)胞周期的所有階段都被不適當(dāng)?shù)亟忾_,研究人員發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在染色體的末端已經(jīng)被掩蓋了,被檢測為DNA損傷。這首次表明,t環(huán)對于保護染色體末端很重要。
確保在DNA復(fù)制過程中解開這些環(huán),然后在細(xì)胞周期的所有其他階段重新纏繞,這對于阻止染色體受損至關(guān)重要。這是一個非常復(fù)雜的過程,如果弄錯了后果將對細(xì)胞造成災(zāi)難性的后果。”克里克DNA雙鏈斷裂修復(fù)代謝實驗室的論文作者兼研究組負(fù)責(zé)人西蒙·布爾頓(Simon Boulton)解釋說。
研究人員還發(fā)現(xiàn)了調(diào)節(jié)這些t環(huán)的上弦和下弦的機制。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)位于t環(huán)附近的稱為TFR2的端粒結(jié)合蛋白發(fā)生稱為去磷酸化的化學(xué)變化時,它將吸引另一種蛋白RTEL1。被第二個蛋白質(zhì)吸引后,它就可以解開環(huán)狀物。研究還表明,情況恰好相反,因此當(dāng)TFR2磷酸化時,它會排斥RTEL1,從而防止在細(xì)胞周期復(fù)制階段之外解開環(huán)。
“我們的下一步將是研究端粒和t環(huán)在干細(xì)胞中的功能,因為它們使用不同的保護機制,這意味著,如果您阻斷形成奇怪的環(huán),則染色體不會融合-這里必須有其他工作”,西蒙進一步解釋。
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