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端粒酶是什么?
端粒酶是一种由RNA和蛋白质组成的特殊反转录酶,与真核生物细胞DNA末端的端粒(一段特定的核苷酸序列及结构)的合成有关。正常体细胞的端粒长度是随着细胞的分裂逐渐缩短的,端粒酶活性增强,可维持端粒的长度不缩短,使细胞永久增殖而癌变。故端粒酶检测及其抑制剂可用于肿瘤诊断和治疗。

一般认为,端粒酶活性的再活化,可以维持端粒的长度,而延缓细胞进入克隆性的老化,是细胞朝向不老的关键步骤。在表皮纤维母细胞中恢复端粒酶的活性确实可以延长细胞分裂的寿命,使细胞年轻的周期延长。此外,在医疗方面的运用,以血管的内皮细胞为例,血管的内皮细胞在血流不断冲刷流动下,损伤极快,个体年轻时周围组织可以不断提供新的细胞来修补血管管壁的损伤,一旦个体年老以后,损伤周围无法提供新的细胞来修补,动脉也就逐渐走向硬化的病征。若是周围组织中细胞的端粒酶被活化,端粒因此而延长,细胞分裂次数的增加,使得周围组织不断提供新的细胞来填补血管的损伤,因而能够延缓因血管硬化所造成的衰老表征。就如同寻找端粒酶抑制剂的基本理论,科学家也正积极地利用相同的策略,同时找寻端粒酶的活化剂。整体来说,老化和癌症的发生机制要比我们想象中的复杂,由于它们属于多重因子所造成的疾病,单一方向的预防和治疗并不足以涵盖全部的病因,端粒和端粒酶的研究只是探讨老化机制中的一环而已。端粒酶让人类看到长生不老的曙光。

端粒酶功效
长生不老
美国德克萨斯大学西南医学中心的细胞生物学及神经系统科学教授杰里.谢伊和伍德林.赖特做了这样一项试验:在采集的包皮细胞(包皮环切术的附带产物)

中导入某种基因,该基因可使细胞产生一种酶——端粒酶(telomerase)。一般来说,包皮细胞在变老之前可分裂60次左右。但在上述试验中,细胞已分裂了300多次却毫无终止的征兆,也没有显示任何异常的迹象?!跋赴诙肆C傅淖饔孟?,就像被注入了兴奋剂的小兔子,”谢伊说,“它们只管没完没了地分裂繁殖?!?br /> 与此同时,谢伊和赖特的合作伙伴——美国杰龙(Geron)公司的研究人员,采用人体视网膜细胞做了相同的试验。结果,这些细胞似乎也变得长生不老了。
诱人的希望
研究人员由此看到了诱人的希望,但他们却不知道,这种控制细胞衰老过程的方法,最终是否能同样有效地延缓人体的衰老。因此,迄今尚无人提议在大家的日常饮食中添加端粒酶。实际上,这种酶也有令人忧虑之处:人们发现它也存在于85%的肿瘤之中,可能是造成癌细胞无节制增生的元凶。尽管如此,只要研究人员充分认识其作用原理,就完全可能开发出既可防止衰老,又能制服癌症的新技术。21世纪初人类开始的生命方舟计划对于细胞衰老过程的研究取得了突破性的进展,这让人们似乎看到了治愈癌症的曙光。

最新研究
美国科学家近日发现了一种功能极似端粒酶的蛋白质,它能四处运送至关重要的蛋白质块来修复在正常复制中被丢失的染色体末端。如果没有这样的日常维护,干细胞将很快停止分裂,胚胎也将无法发育。这是10年来首次发现端粒酶的新蛋白组分,这也许将成为抗癌疗法的一个有价值靶标。该项研究成果刊登在1月30日出版的《科学》杂志上。

端粒酶可在成体干细胞、免疫细胞和正在发育的胚胎细胞中正常表达。在这些细胞中,端粒酶附着在新复制的染色体末端,从而使细胞的分裂不受约束。如果没有端粒酶,细胞将停止分裂,或在有限数目的分裂后死亡。不幸的是,这种酶在许多癌细胞中也很活跃。研究人员发现,阻止这种称为TCAB1蛋白的不恰当表达,也许能限制端粒酶到达其DNA靶标(端粒),并限制细胞的寿命。

研究人员表示,目前还没有有效的端粒酶抑制剂。多年来,端粒酶一直是研究热点,但科学家们困扰于其大尺寸和极其少量。成人体内的少数细胞可制作出这种巨型蛋白复合物,但制作量非常之少,因此只有端粒酶的部分成分已被确定。研究人员称,要找出端粒酶的所有蛋白成分是一项难以置信的巨大挑战,端粒酶中的未知成分甚至被称为“暗物质”。

美国斯坦福大学医学院的研究人员使用高灵敏的蛋白鉴别技术(质谱),找到了端粒酶中TCAB1的存在。去年年初,研究人员曾利用相同的技术首次确定了另两种蛋白pontin和reptin,这两种蛋白对端粒酶这种巨型复合物的形成非常重要。此次,研究人员则确定了TCAB1蛋白具有以前未知的功能。

与pontin和reptin不同的是,TCAB1是端粒酶的一个真正组成部分。但它对酶的活性来说并不是必需的,它只是给称为卡哈尔体(Cajalbodies)的细胞核中的处理和保持区域补充端粒酶复合物??ü褰愿髦质褂肦NA小分子来引领其活性的蛋白进行修饰,譬如,端粒酶使用RNA分子作为嵌在染色体末端的DNA链的模板。在适当的时候,TCAB1将端粒酶复合物运送到新复制染色体的等待端。

研究人员表示,TCAB1对端粒酶完成从卡哈尔体到端粒的跳跃是绝对必需的。一旦抑制其在人类癌细胞中的活性,端粒就会变短,这也意味着癌细胞会更快地死亡。研究人员认为,TCAB1蛋白可能是一种负责将各种分子运往其目的地的普通生物运输器。下一步,研究人员将继续对TCAB1进行研究,并寻找端粒酶的其他组成部分。

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