Nat Commun:發現TERRA是維持端粒結構所必需的

2020-12-01 生物谷

2016年8月22日/

生物谷

BIOON/--儘管

端粒

具有特別緊湊和難以接近的結構，但是它們像DNA剩餘部分一樣發生轉錄。由

端粒

轉錄產生的長鏈

非編碼RNA

被稱作TERRA，而且它們的功能是保持這些保護性結構所必不可少的。這是來自西班牙國家癌症研究中心（Spanish National Cancer Research Centre, CNIO）的Maria A. Blasco團隊在一項新的研究中得出的結論。他們也確定了人基因組上產生這些分子的位置。相關研究結果於2016年8月17日在線發表在

Nature Communications

期刊上，論文標題為「Telomeric RNAs are essential to maintain telomeres」。

這一發現與Blasco團隊兩年前的觀察結果相一致。在那時候，他們研究了小鼠細胞，並且觀察到保護它們的20條染色體的TERRA主要起源自18號染色體對，而且在較小程度上起源自9號染色體。

在這項新的研究中，Blasco團隊證實在人體內，這些RNA獨自地起源自一個位點上。他們儘可能地分析了之前提出的18種RNA，但是只有起源自20號染色體長臂（20q）和X染色體短臂（Xp）上的那些RNA表現出TERRA特徵。

為了證實來自這兩個位點的這些RNA確實是TERRA，Blasco團隊利用CRISPR-Cas9技術剔除這兩個基因座位。他們隨後注意到抑制Xp並不產生重大的後果，但是抑制20q對端粒產生顯著的負面影響。

研究人員寫道，「鑑別出20q是人TERRA產生的一個主要位點允許我們解決TERRA在端粒生物學中的作用。」在多種細胞系中剔除這個位點後，他們觀察到DNA和端粒損傷顯著增加，同時染色體不穩定性也在增加。

這次首次證實TERRA在保護端粒中發揮的至關重要作用存在於任何一種有機體中。Blasco解釋道，「這些結果是引人注目的，這是因為它們明確地證實TERRA在細胞活力和保護端粒中發揮著一種必不可少的作用；它們在端粒上發揮的作用與端粒酶或保護端粒的shelterin蛋白發揮的作用一樣重要。」

發現20q區域是TERRA的來源和證實這些RNA在保護端粒中發揮的關鍵作用為研究檢測到這種染色體區域發生變化的某些症候群打開大門。它也為研究患有在端粒酶或shelterin蛋白上沒有發生這些變化的端粒失調症的病人提供新的途徑。（生物谷 Bioon.com）

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Juan José Montero, Isabel López de Silanes, Osvaldo Graña & Maria A. Blasco

doi:

10.1038/ncomms12534PMC:PMID:

Telomeres are transcribed generating long non-coding RNAs known as TERRA. Deciphering the role of TERRA has been one of the unsolved issues of telomere biology in the past decade. This has been, in part, due to lack of knowledge on the TERRA loci, thus preventing functional genetic studies. Here, we describe that long non-coding RNAs with TERRA features are transcribed from the human 20q and Xp subtelomeres. Deletion of the 20q locus by using the CRISPR-Cas9 technology causes a dramatic decrease in TERRA levels, while deletion of the Xp locus does not result in decreased TERRA levels. Strikingly, 20q-TERRA ablation leads to dramatic loss of telomere sequences and the induction of a massive DNA damage response. These findings identify chromosome 20q as a main TERRA locus in human cells and represent the first demonstration in any organism of the essential role of TERRA in the maintenance of telomeres.

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