研究人員的新發現有助于更好地理解調節細胞在衰老和癌癥中存活的過程。
就像鞋帶的一個發光體阻止花邊末端的磨損，端粒DNA延伸在染色體末端形成保護帽。但是隨著細胞分裂，端粒變短，保護帽的作用也就越小。一旦端粒太短，細胞就會停止分裂。端粒縮短和功能失調與細胞老化和包括癌癥在內的與年齡相關的疾病有關。
科學家們已經知道，一種名為TERRA的RNA有助于調節端粒的長度和功能。TERRA是2007年由EPFL教授Joachim Lingner團隊的博士后Claus Azzalin發現的，TERRA屬于非編碼RNA分子，它不被翻譯成蛋白質，而是作為染色體的結構成分。TERRA在染色體末端積累，表明端粒應該被拉長或修復。
然而，目前還不清楚TERRA是如何到達染色體頂端并留在那里的。“端粒只占染色體總DNA的一小部分，所以問題是，這種RNA是如何找到自己的家的？”Lingner說。為了解決這個問題，Joachim Lingner團隊的Marianna Feretzaki和Masaryk大學Lumir Krejci等其他人著手分析TERRA在端粒中聚集的機制，以及參與這個過程的蛋白質。終在《Nature》發表文章。
歸家
通過顯微鏡下對TERRA分子進行可視化，研究人員發現，短的RNA拉伸對將其帶到端粒中至關重要。進一步的實驗表明，一旦TERRA到達染色體頂端，有幾個蛋白質調節它與端粒的關聯。在這些蛋白質中，一種叫RAD51的蛋白質起著特別重要的作用。
RAD51是一種*的酶，參與修復斷裂的DNA分子。該蛋白似乎也有助于TERRA粘附端粒DNA形成所謂的“RNA-DNA雜交分子”。科學家認為這種反應導致了主要發生在DNA修復過程中的三鏈核酸結構的形成。這項新研究表明，當TERRA與端粒結合時，它也可能發生在染色體末端。“這是一種范式轉變，”Lingner說。
研究人員還發現，短端粒比長端粒更有效地招募TERRA。盡管這一現象背后的機制尚不清楚，研究人員假設，端粒過短，要么是由于DNA損傷，要么是由于細胞分裂太多，它們會招募TERRA分子。這種招募是通過RAD51介導的，它也促進端粒的伸長和修復。“TERRA和RAD51有助于防止端粒意外丟失或縮短，”Lingner說。“這是一個重要發現。”
Lingner說，鑒于端粒在健康和疾病中的作用，我們必須了解新發現的機制是如何在非常復雜的細胞環境中調節的，這一機制是從活細胞中觀察到的，并在試管中復制而來的。“我們提出了一個模型，它得到了我們所擁有的數據的支持，但通常在科學中，結果證明模型經過修正后會有更多的驚喜。”
接下來，他的團隊計劃解決其他關鍵問題，包括RAD51是否介導其他非編碼RNA與染色體的關聯。研究人員還旨在更好地描述介導TERRA與染色體關聯的機制，并計算出這種關聯所能起的作用。“還有很多問題仍然是開放的，”Lingner說。
