2020年11月29日訊/
生物谷BIOON/---
端粒是位於染色體末端的特殊結構，它保護我們的DNA，確保細胞健康分裂。在一項新的研究中，來自英國弗朗西斯-克裡克研究所和澳大利亞雪梨大學的研究人員發現
幹細胞中的
端粒保護機制是極其獨特的。相關研究結果於2020年11月25日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「TRF2-independent chromosome end protection during pluripotency」。
敲除TRF2的胚胎成纖維細胞中的染色體融合，圖片來自Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2960-y。
在過去的20年裡，科學家們一直在努力了解端粒如何保護染色體末端不被錯誤地修復和連接在一起，畢竟這對我們理解癌症和衰老有著重要的意義。
在健康的細胞中，這種保護是非常有效的，但隨著年齡的增長，我們的端粒會逐漸變短，最終變得如此之短，以至於它們失去了一些保護功能。在健康的細胞中，這導致了我們的健康和體質隨著年齡的增長而逐漸下降。相反，端粒的縮短對
腫瘤的發展構成了一道保護性的障礙，癌細胞要想無限期地分裂，就必須解決這個問題。
在成年身體中，除了
幹細胞和配子外的所有細胞都是體細胞。在體細胞中，我們知道一種稱為TRF2的蛋白有助於保護端粒。它結合併穩定一種掩蓋染色體末端的環狀結構：t環（t-loop）。當TRF2蛋白被移除時，這些t環就不會形成，染色體末端就會融合在一起，從而殺死細胞。
然而，在這項新的研究中，這些研究人員發現，當小鼠胚胎
幹細胞中的TRF2蛋白被去除後，t環繼續形成，染色體末端仍然受到保護，這些
幹細胞基本不受影響。
當胚胎幹細胞分化為體細胞時，這種獨特的染色體末端保護機制就會消失，t環和染色體末端保護都會依賴於TRF2。這表明體細胞和
幹細胞保護染色體末端的方式存在本質上的不同。
論文第一作者、弗朗西斯-克裡克研究所DNA雙鏈斷裂修復代謝實驗室博士生Philip Ruis說，「如今我們知道幹細胞中t環的形成不需要TRF2，我們推斷一定有其他因素做同樣的工作或不同的機制來穩定這些幹細胞中的t環，我們想知道它是什麼。出於某種原因，
幹細胞進化出了這種獨特的保護其染色體末端的機制，這種機制與體細胞中的不同。我們不知道為什麼它們有這種機制，但這很有趣。它開啟了許多問題，將使我們在未來的許多年裡忙個不停。」
這些研究人員還幫助澄清了多年來關於t環本身是否在保護染色體末端方面發揮作用的不確定性。他們發現，具有t環但沒有TRF2的
幹細胞的端粒仍然受到保護，這表明t環結構本身具有保護作用。
論文共同通訊作者、弗朗西斯-克裡克研究所DNA雙鏈斷裂修復代謝實驗室團隊領導Simon Boulton說，「我們的研究並沒有完全違背多年來的端粒研究，而是以一種非常獨特的方式對它進行了完善。基本上，我們證實了
幹細胞保護它們的染色體末端的方式與我們之前所認為的不同，但這仍然需要t環。更好地了解端粒是如何發揮作用的，以及它們如何保護染色體的末端，可以對導致過早衰老和癌症的潛在過程提供至關重要的新見解。」
這些研究人員將繼續開展這項研究，旨在詳細了解體細胞和胚胎細胞的端粒保護機制。（生物谷 Bioon.com）
參考資料：1.Phil Ruis et al. TRF2-independent chromosome end protection during pluripotency. Nature, 2020, doi:10.1038/s41586-020-2960-y.