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      新技術(shù)顯示癌細胞如何保護染色體免于腐爛
      
			
      
				2019-01-16 11:49:25
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      當染色體的繩索復(fù)制時，它會在末端磨損。沒問題：染色體的末端有額外的麻線，因此磨損不會進入重要信息所在的繩索體內(nèi)。這種額外的麻線被稱為“端粒”。隨著時間的推移和跨越復(fù)制，這種端粒細胞分解，直到染色體失去其保護性末端，這種“磨損”進入繩索，破壞染色體并導致細胞死亡。
      

      新技術(shù)顯示癌細胞如何保護染色體免于腐爛
      

      這一切都很好 - 最終的細胞死亡應(yīng)該是應(yīng)有的。沒有細胞死亡，細胞永生，細胞永生，就有癌癥。癌細胞通過在降解時盡快建立起來抵消端粒的破壞。癌細胞通過用端粒酶對端粒進行搗蛋來實現(xiàn)這一點。基本上，當端粒酶發(fā)現(xiàn)并附著到端粒時，它會將重復(fù)的DNA序列添加到已經(jīng)存在的重復(fù)DNA序列中，延長端粒并增加染色體的保護性末端。
      

      腫瘤學家和癌癥研究人員希望端粒酶不會這樣做。沒有這種恒定的端粒修復(fù)，染色體最終會降解，癌細胞會死亡。如果沒有端粒酶與端粒的相互作用，癌細胞將是致命的。
      

      由科羅拉多大學癌癥中心研究員Thomas Cech博士，CU博爾德杰出教授，諾貝爾獎獲得者，CU生物前沿研究所所長領(lǐng)導的研究使用CRISPR基因編輯技術(shù)(入圍諾貝爾獎)和活細胞，單分子顯微鏡(這導致2014年諾貝爾化學獎的非附屬研究人員Betzig，地獄和Moerner)第一次實時觀察端粒酶和端粒之間的這種必要的相互作用。結(jié)果發(fā)表在Cell雜志上。
      

      Cech和合著者Jens Schmidt，博士，Damon Runyon癌癥基金會博士后研究員和科學家Arthur Zaug所看到的是，端粒酶擴散到整個細胞核，撞到了東西。端粒酶和端粒在細胞核中都不常見，但有時候有可能第一次擊中第二個端粒酶。但端粒酶在端粒中點附著沒有任何好處。為了保護染色體，端粒酶必須附著在繩子的最末端。因此，如果端粒酶到達端粒的中間，它很快會分離并再次嘗試。切赫和他的同事稱之為“探索”。只有當探測結(jié)果在端粒末端直接命中時，端粒酶才會附著并停留。
      

      “這就像通過TripAdvisor尋找你想住的地方一樣，”切赫說。“你探索不同的酒店，最后你找到一個擁有你想要的所有功能的酒店。”Cech稱這種機制“似乎是一種罕見的小型機器可以在核心的復(fù)雜景觀中找到其非常罕見的著陸點的最簡單方法。”
      

      想一想：端粒酶通過細胞核均勻擴散。當碰巧碰到端粒上的任何位置時，它會短暫地粘住，從而增加端粒附近端粒酶的濃度，從而增加端粒酶碰到端粒末端的可能性。
      

      該小組能夠通過使用CRISPR DNA編輯技術(shù)將代碼插入到制造端粒酶的基因中，從而使這一過程變得可見。該插入的代碼制造了熒光蛋白，其附著于端粒酶。然后該小組使用了一些所謂的納米透鏡來觀察這種熒光蛋白。“對我而言，令人驚奇的是，三年前，你不可能做到這一點。這就是生物學在生物學方面發(fā)展的速度，只是前進，”切赫說。
      

      以前，看得足夠近以觀察單個蛋白質(zhì)的熒光將需要“固定”細胞并用顯微鏡觀察它。這本來是一個快照。在此放大率下查看活動單元內(nèi)的進程的能力就像拍攝視頻一樣。“通過這種固定細胞成像，我們沒有看到動態(tài)，”切赫說。“并且快速擴散的端粒酶在背景中是看不見的，褪色的或丟失的。”
      

      切赫指出，這種CRISPR輔助納米技術(shù)可能會被端粒研究領(lǐng)域以外的科學家所采用。他還希望這一具體發(fā)現(xiàn)有助于篩選抗端粒酶藥物。“目前我們還沒有很好的端粒酶抑制劑。我們不知道我們的第一代這些藥物在哪一步干擾，所以我們不知道如何優(yōu)化這些候選藥物的抗癌作用，”Cech說。藥物是否會阻止端粒酶的組裝?是否可以防止端粒酶在端粒附近移動?它會阻止探測嗎?它能阻止端粒酶發(fā)現(xiàn)端粒嗎?“了解藥物阻斷端粒酶延長端粒能力的位置可能對多種癌癥有廣泛的適用性，”切赫說。
      
			

			
        
      
			
      
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