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研究揭示端粒酶关键部位三维结构

发布时间:2019-03-18 20:35:35

美国科学家近日利用X射线结晶学方法,揭示了控制细胞衰老定时机制的端粒酶(Telomerase)的关键部位。这一成果有望为绝大部分的人类癌症提供安全的治疗手段。相关论文8月31日在线发表于《自然》(Nature)杂志上。
 
端粒酶维持着端粒的长度,它在胚胎干细胞中高度表达,使得胚胎干细胞不断进行分裂却不会遭受染色体损伤。绝大多数成体细胞缺乏端粒酶,导致功能DNA的逐渐丧失。这被认为是决定细胞寿命的一个重要因素。然而,在许多肿瘤中,端粒酶被重新激活,使得反常细胞无止境地进行分裂。
 
在最新的研究中,美国费城威斯达研究所的Emmanuel Skordalakes和同事检测了许多不同物种的端粒酶基因。他们发现赤拟谷盗(Tribolium castaneum)的端粒酶基因要比其它的短得多,这使得构建基因更为容易。研究人员将这一基因在细菌体内进行了克隆,并进行了结晶学实验。
 
研究人员重点关注了端粒酶的TERT蛋白亚单位,它呈一个环状结构,在外形上与HIV病毒中的逆转录酶相似。Skordalakes表示,这种相似并非巧合,它们表明了一种共同的进化起源,这将有助于改进抗HIV药物以在癌细胞中抑制端粒酶活性。
 
Skordalakes说:“抗病毒药AZT已经被用于抵抗癌症,但疗效有限。现在我们知道了这个活性部位的三维结构,就可以聚焦于这一点上来弄清为什么抑制剂不能很好地发挥作用。我们可以对它们进行修改以便更有效地进行绑定,从而增加药物的效力。”
 
英国癌症研究基金会的Liz Baker认为:“这对于理解端粒酶工作机制是个至关重要的部分。这样的基础性研究有助于科学家设计药物抑制端粒酶及用于治疗多种癌症。”
 
端粒酶的发现者、现美国加州大学旧金山分校的Elizabeth Blackburn说:“这一研究是迈向根本性理解端粒酶及其潜在的医疗应用的重要一步。”不过她同时指出,TERT亚单位结构不会是最终的“结局”。TERT与RNA合作制造DNA,而对这一过程的理解至今仍很缺乏。她说:“所以,面前仍然存在一个重大的挑战——即弄清端粒酶RNA-蛋白质如何进行运作。”


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