【導(dǎo)讀】自從1984年發(fā)現(xiàn)端粒酶以來，鑒別延長或縮短這一染色體末端保護帽的其他生物分子的研究工作一直在緩慢地進行著。現(xiàn)在，來自約翰霍普金斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了另一種對于維持端粒長度至關(guān)重要的關(guān)鍵酶。

自從1984年發(fā)現(xiàn)端粒酶以來，鑒別延長或縮短這一染色體末端保護帽的其他生物分子的研究工作一直在緩慢地進行著�，F(xiàn)在，來自約翰霍普金斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了另一種對于維持端粒長度至關(guān)重要的關(guān)鍵酶。研究人員表示，他們采用的發(fā)現(xiàn)該酶的新方法應(yīng)該會加速發(fā)現(xiàn)其他決定端粒長度的蛋白和過程。研究結(jié)果發(fā)布在11月14日的《Cell Reports》雜志上。

約翰霍普金斯大學基礎(chǔ)生物醫(yī)學科學研究所分子生物學與遺傳學主任及教授Carol Greider博士說：“很早以前我們就知道，端粒酶不能講述染色體端粒維持特定長度的完整故事，但利用我們擁有的工具，很難搞清楚哪些蛋白負責讓端粒酶完成它的工作�！�Greider因發(fā)現(xiàn)端粒酶而獲得了2009年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。

Greider指出，闡明延長端粒必需的蛋白具有廣泛的健康影響，因為縮短的端粒與衰老以及肺臟和骨髓疾病等各種疾病都有關(guān)聯(lián)，而過長的端粒則與癌癥有關(guān)。由于每次為細胞分裂做準備而進行DNA復(fù)制時端粒都會自然縮短，細胞需要一個調(diào)控得當?shù)倪^程來在生物體一生中添加適當數(shù)量的構(gòu)件到端粒上。

然而直到現(xiàn)在，研究人員都只能通過一種受限且耗時的測試來確定，某一特定蛋白是否參與維持了端粒長度，這一測試首先要求在實驗室培養(yǎng)細胞中阻斷懷疑蛋白的作用，然后讓細胞在大約3個月的時間內(nèi)生長及分裂，確保可以出現(xiàn)檢測得到的端粒酶長度差異。除了耗時，這種測試并不適用于在3個月之前其喪失會殺死細胞的蛋白。

為了找到更好的工具，Greider實驗室研究生Stella Suyong Lee一開始采用了一個用于測量酵母端粒長度的辦法。就是人為地切割哺乳動物端粒，然后檢測端粒酶延長的部分——需要不到1天時間，即便阻斷的蛋白為細胞分裂所必需也可以完成這一測試。但從酵母轉(zhuǎn)換至哺乳動物涉及到一大堆無法預(yù)見的技術(shù)困難，這一項目歷時近5年。Greider將它的最終成功歸功于Lee的堅持。

在他們試著運行這種稱作為ADDIT的新測試時，Greider研究小組檢測了一種酶——ATM激酶。“ATM激酶已知參與了DNA修復(fù)，但對于它是否在端粒延伸中起作用，研究報道未取得一致的意見，”Greider說。她的研究小組在實驗室培養(yǎng)的小鼠細胞中阻斷了這種酶，利用ADDIT發(fā)現(xiàn)它確實延長了端粒。他們利用傳統(tǒng)的、長達3個月的端粒測試驗證了結(jié)果，得到了相同的結(jié)論。

該研究小組還發(fā)現(xiàn)，在正常小鼠細胞中，一種阻斷PARP1酶的藥物可以激活ATM激酶，刺激端粒延長。Greider說，這一研究發(fā)現(xiàn)提供了概念證明：可采用藥物來延長端粒治療短端粒疾病，例如骨髓衰竭。但她警告說，不同于在小鼠細胞中，在人類細胞中PARP1不具有相同的端粒延長效應(yīng)。

Greider研究小組打算利用ADDIT來發(fā)現(xiàn)，有關(guān)ATM激酶參與的端粒延長生物化學信號通路，以及幫助決定端粒長度的其他信號通路的更多信息。Lee說：“潛在應(yīng)用令人感到非常興奮。最終ADDIT可以幫助我們了解細胞在衰老和癌癥失控性細胞生長之間取得平衡的機制，這將非常的有趣。”