人端粒酶活性的调控机制及其新功能研究进展

端粒酶活性在胚胎发育过程中消失,人的绝大多数体细胞没有端粒酶活性,因而随着体细胞分裂次数的增加,端粒长度在不断缩短.当端粒缩短到一定程度时,细胞无法维持正常的端粒结构而导致细胞的衰老,而当细胞衰老调控机制失控的情况下,端粒的极限缩短将导致细胞死亡或癌变.端粒酶的活性在细胞癌变的过程中被重新激活以维持端粒的长度和结构,以及细胞无限增殖化的能力,与衰老及肿瘤的发生发展密.切相关.随着人们对端粒酶认识的深入,新研究进展显示端粒酶具有独立于端粒之外的新功能,端粒酶在DNA修复、促进细胞存活、基因转录及刺激干细胞增殖等方面不依赖于端粒的新功能的发现,为阐明端粒酶在衰老及癌变中重要功能的分子机制提供了新的思路.     

端粒生物学在植物中的研究进展

端粒是构成真核生物线状染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构,端粒DNA由简单串联重复序列组成.端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义.端粒结合蛋白能与端粒DNA上的特异序列相结合,为染色体末端加帽,防止外切核酸酶对其的降解以及染色体末端间的融合,从而保证了染色体的稳定性.端粒DNA的合成由一种特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白(端粒酶)参与完成.端粒酶是由RNA模板和蛋白亚基组成的核蛋白颗粒.本文从端粒的研究历史、端粒的结构与功能、端粒结合蛋白、端粒酶的功能及在植物中的研究等方面总结了端粒和端粒酶的研究进展.     

端粒、端粒酶与肿瘤的关系及其检测方法

近几年,端粒(telomere,TLM)与端粒酶(telomerase,TL-MA)的研究受到国际医学生物学界的高度重视。原因是它们与细胞衰老、分裂和恶变有密切关系。因此有一些学者认为:TLM和TLMA系统的研究,将可进一步了解肿瘤的发生机制,对于肿瘤的诊断和治疗以及估计预后都有重要的理论和实际意义。1　端粒、端粒酶的结构及功能研究状况端粒是位于真核细胞染色体末端DNA和蛋白质的复合体。人类染色体端粒由5’→3’方向简单重复的(TTAGGG)序列组成,重复次数约2000次。端粒具有以下生物学功能:(1)保证DNA的完整复制,使真正的遗传信息得到完整的复…     

端粒酶与端粒的研究进展

端粒是真核生物染色体末端的一种特殊的DNA-蛋白质结构,对染色体的稳定性有重要作用.端粒酶是一种由蛋白质和RNA组成的核糖核蛋白复合物.端粒酶活性的测定方法主要是以TRAP为基础的改良法.近来,越来越多的研究结果表明在多数肿瘤、细胞癌变和衰老过程中都可检测到很高的端粒酶活性和端粒长度缩短.但同时也有许多不依赖端粒酶的端粒维持和细胞永生.目前,有关以端粒酶为靶位点的药物设计的研究已广泛开展.     

植物端粒与端粒酶研究进展

端粒是位于真核生物染色体末端的DNA序列,而端粒酶具有修复延伸端粒的功能,端粒和端粒酶对于维持真核生物染色体的完整性至关重要。在参阅了大量文献资料的基础上,结合课题组的研究工作,对国内外关于端粒、端粒酶的研究进展情况予以汇总,特别突出端粒、端粒酶在植物生长发育中的调控作用,为人类更好地了解和开展有关端粒和端粒酶的研究工作提供借鉴。     

哺乳动物体细胞克隆胚胎端粒酶活性的研究进展

端粒酶(telom erase)是一种蛋白质与RNA组成的核糖核蛋白,是目前发现的唯一能够延长端粒的一种RNA依赖性DNA聚合酶。在DNA复制过程中丢失的端粒可以被有活性的端粒酶修复回来。哺乳动物端粒酶在发育中受调控,端粒的重编程可能是由于早期胚胎不同时期的端粒酶活性而造成的,因此,研究端粒和端粒酶重编程将为哺乳动物体细胞克隆技术奠定重要的理论基础。本文综述了端粒和端粒酶的结构和功能,及其与哺乳动物体细胞克隆早期胚胎发育的关系,并在此基础上探讨了端粒酶在体细胞克隆动物胚胎发育中的重要作用。     

端粒和端粒酶的结构与功能及其应用

端粒是构成真核生物线状染色体末端重要的DNA-蛋白质复合结构,DNA由简单的串联重复序列组成．它的合成由一个特殊的具有反转录活性的核糖核蛋白端粒酶完成．端粒对染色体、整个生物基因组,甚至对细胞的稳定都具有重要意义．端粒酶是由RNA模板和蛋白亚基组成的核蛋白颗粒．它解决染色体的末端问题,归属于逆转录酶家族又和逆转录酶有一定的差别．端粒酶的过度表达和细胞的永生化和癌变直接相关．端粒酶的结构和功能决定了它在肿瘤与癌症治疗等方面具有广泛的应用前景．     

端粒及端粒酶活性检测方法研究进展

缩短的端粒是细胞老化的信号,检测端粒酶活性可间接测定细胞状态。端粒酶通过p66Shc信号通路对胚胎发育永久性停滞产生影响。本文对哺乳动物卵母细胞或胚胎永久性停育与端粒酶活性水平变化的关系、端粒酶活性检测方法研究进展及各种方法的优缺点进行综述,包括端粒重复扩增法(TRAP)、TRAP-酶联免疫吸附(ELISA)法、TRAP-银染法、杂交链式信号放大反应结合磁分离技术法和亚甲蓝MB作为G-四联体结合探针法、H-GNs比色法、依赖无标记分子信标的级联放大DNA机制法。     

梅花鹿鹿茸细胞端粒酶活性及其mRNA表达的检测

[目的]研究鹿茸生长期端粒酶的表达,为揭示鹿茸生长发育的调控机制提供了新思路。[方法]在鹿茸快速生长阶段,采用改进的TRAP（端粒重复序列扩增技术）法检测鹿茸顶端增殖区的间充质层、前软骨层和软骨层细胞及下端成熟区的端粒酶活性。同时,采用RT-PCR的方法检测各组织细胞中端粒酶催化亚基（TERT）mRNA的表达水平。[结果]在顶端增生区各组织细胞中均检测到了不同程度的端粒酶活性,间质细胞、前软骨细胞和软骨细胞中的相对端粒酶活力分别为91.2、46.4和13.7,而在成熟区组织中则检测不到端粒酶活性。RT-PCR法检测的各组织细胞中TERTmRNA的表达水平与端粒酶活性检测结果一致。[结论]在鹿茸快速生长阶段,其增殖区表达端粒酶,并且端粒酶活性随组织层细胞的分化程度的增高而逐渐降低,说明端粒酶可能在鹿茸的生长过程中起重要的调控作用。     

端粒酶抑制剂的研究现状

端粒酶是唯一一种以自身RNA序列为模板将端粒重复序列复制添加到染色体3’末端的核蛋白酶。许多研究结果表明：人类85％～90％的肿瘤细胞的端粒酶活性呈阳性,端粒酶的激活及端粒长度的稳定和肿瘤的发生密切相关,甚至可能是肿瘤恶性增殖的一个必需因素,因此端粒酶成为肿瘤诊断和抗肿瘤药物设计的新靶点。     

Effects of telomerase and telomere length on epidermal stem cell behavior

A key process in organ homeostasis is the mobilization of stem cells out of their niches. We show through analysis of mouse models that telomere length, as well as the catalytic component of telomerase, Tert, are critical determinants in the mobilization of epidermal stem cells. Telomere shortening inhibited mobilization of stem cells out of their niche, impaired hair growth, and resulted in suppression of stem cell proliferative capacity in vitro. In contrast, Tert overexpression in the absence of changes in telomere length promoted stem cell mobilization, hair growth, and stem cell proliferation in vitro. The effects of telomeres and telomerase on stem cell biology anticipate their role in cancer and aging.     

Template boundary in a yeast telomerase specified by RNA structure

The telomerase ribonucleoprotein has a phylogenetically divergent RNA subunit, which contains a short template for telomeric DNA synthesis. To understand how telomerase RNA participates in mechanistic aspects of telomere synthesis, we studied a conserved secondary structure adjacent to the template. Disruption of this structure caused DNA synthesis to proceed beyond the normal template boundary, resulting in altered telomere sequences, telomere shortening, and cellular growth defects. Compensatory mutations restored normal telomerase function. Thus, the RNA structure, rather than its sequence, specifies the template boundary. This study reveals a specific function for an RNA structure in the enzymatic action of telomerase.     

Dyskeratosis congenita and cancer in mice deficient in ribosomal RNA modification

Mutations in DKC1 cause dyskeratosis congenita (DC), a disease characterized by premature aging and increased tumor susceptibility. The DKC1 protein binds to the box H + ACA small nucleolar RNAs and the RNA component of telomerase. Here we show that hypomorphic Dkc1 mutant (Dkc1m) mice recapitulate in the first and second generations (G1 and G2) the clinical features of DC. Dkc1m cells from G1 and G2 mice were impaired in ribosomal RNA pseudouridylation before the onset of disease. Reductions of telomere length in Dkc1m mice became evident only in later generations. These results suggest that deregulated ribosome function is important in the initiation of DC, whereas telomere shortening may modify and/or exacerbate DC.     

RNA干涉水稻端粒酶再生植株的初步研究

依据水稻端粒酶基因的相关生物学信息,构建了含有水稻端粒酶序列RNA干扰结构的植物表达载体pC am 23A-1-2,并利用农杆菌介导法将目的基因导入到粳稻品种日本晴中,获得了78个独立转化子,共165棵转基因植株。通过PCR和Southern杂交分析,证明RNA干扰结构已整合进水稻基因组中;应用染色体末端限制性片段分析法,显示在转基因水稻中端粒DNA序列长度有逐代缩短的趋势,初步证明这些转基因水稻中端粒酶亚基已失活,但是T0和T1代转基因水稻植株的主要农艺性状没有发生明显变化。     

Inhibition of experimental liver cirrhosis in mice by telomerase gene delivery

Accelerated telomere loss has been proposed to be a factor leading to end-stage organ failure in chronic diseases of high cellular turnover such as liver cirrhosis. To test this hypothesis directly, telomerase-deficient mice, null for the essential telomerase RNA (mTR) gene, were subjected to genetic, surgical, and chemical ablation of the liver. Telomere dysfunction was associated with defects in liver regeneration and accelerated the development of liver cirrhosis in response to chronic liver injury. Adenoviral delivery of mTR into the livers of mTR(-/-) mice with short dysfunctional telomeres restored telomerase activity and telomere function, alleviated cirrhotic pathology, and improved liver function. These studies indicate that telomere dysfunction contributes to chronic diseases of continual cellular loss-replacement and encourage the evaluation of "telomerase therapy" for such diseases.     

油松端粒长度与树龄相关关系研究

端粒是位于染色体末端能够保护染色体维持其稳定性的特殊DNA-蛋白复合物,与细胞分裂、细胞衰老及寿命都有着密不可分的联系.结合前人对银杏、狐尾松等木本植物端粒长度与树龄相关关系的研究,选取我国特有常绿木本裸子植物油松作为试验材料,采集树龄跨度从7年到800年9个年龄段的针叶,采用TRF测定法对油松针叶端粒长度进行了测定.结果表明,随着油松树龄的增加,针叶端粒长度也相应变长.在此基础上,建立了油松端粒长度和树龄相关关系的数学模型,以期利用这一数学模型,可以在不损伤树体的前提下,用更为快捷方便的实验手段对古树树龄进行准确测定.     

Pif1p helicase, a catalytic inhibitor of telomerase in yeast

Mutations in the yeast Saccharomyces cerevisiae PIF1 gene, which encodes a 5'-to-3' DNA helicase, cause telomere lengthening and a large increase in the formation rate of new telomeres. Here, we show that Pif1p acts by inhibiting telomerase rather than telomere-telomere recombination, and this inhibition requires the helicase activity of Pif1p. Overexpression of enzymatically active Pif1p causes telomere shortening. Thus, Pif1p is a catalytic inhibitor of telomerase-mediated telomere lengthening. Because Pif1p is associated with telomeric DNA in vivo, its effects on telomeres are likely direct. Pif1p-like helicases are found in diverse organisms, including humans. We propose that Pif1p-mediated inhibition of telomerase promotes genetic stability by suppressing telomerase-mediated healing of double-strand breaks.