除了原來已知的四個(gè)系統(tǒng)，研究人員又發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)攻擊不受保護(hù)端粒的新DNA修復(fù)系統(tǒng)。

數(shù)十年來，科學(xué)家們已經(jīng)知道一種稱為端粒的重復(fù)DNA序列可以保護(hù)染色體，端粒給自身戴上一頂稱為shelterin的六種蛋白構(gòu)成的帽子從而形成自我保護(hù)。近日來自美國(guó)紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在新研究中揭示shelterin可保護(hù)染色體免受來自6種不同DNA修復(fù)系統(tǒng)的攻擊，其中有兩個(gè)從前并不知道可以攻擊端粒。這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)布在5月3日的《科學(xué)》（Science）雜志上。
來自劍橋大學(xué)的生物化學(xué)家Steve Jackson（未參與該研究）說：“這象征著對(duì)于端粒生物學(xué)的理解進(jìn)入了zui后一章。”“這篇論文中的數(shù)據(jù)匯總了過去10-15年該領(lǐng)域的研究成果，”牛津大學(xué)生物化學(xué)家Stéphane Marcand補(bǔ)充道。

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盡管科學(xué)家們已經(jīng)證實(shí)染色體末端的端粒序列可在DNA復(fù)制過程中保護(hù)編碼DNA不被侵蝕。并認(rèn)為端粒可以主宰細(xì)胞壽命，并與幾種疾病密切相關(guān)。然而對(duì)于shelterin帽子在保護(hù)端粒中的作用卻仍不是很清楚。
過去的研究鑒別出了將端粒錯(cuò)當(dāng)做損傷DNA，并制定出分子策略來修復(fù)這樣的損傷的四種修復(fù)信號(hào)通路。這些錯(cuò)誤的修復(fù)會(huì)導(dǎo)致遺傳異常增加癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。同源重組（HR）和非同源末端連接（NHEJ）是其中兩種修復(fù)損傷的不同途徑。另外兩種ATM 和 ATR基因參與的修復(fù)信號(hào)啟動(dòng)了一連串事件終止細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂。

然而由于這些實(shí)驗(yàn)一次只敲除了shelterin復(fù)合體中的一種蛋白，這使得紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Agnel Sfeir質(zhì)疑如果剩余的shelterin蛋白能夠補(bǔ)償任一成員缺失造成的影響的話，科學(xué)家們有可能會(huì)錯(cuò)漏了一些東西。Sfeir與洛克菲勒大學(xué)的Titia de Lange合作通過去除將其余蛋白錨定在端粒上的兩個(gè)成員TRF1 和TRF2，從而實(shí)現(xiàn)了移除整個(gè)復(fù)合體。他們還敲除了將未戴帽的端粒融合到一起的其他蛋白，這樣他們就可以弄清楚在裸DNA的末端到底發(fā)生了什么。
Sfeir堅(jiān)持采用這種方法，花費(fèi)了數(shù)年的時(shí)間才培育出適合的小鼠。de Lange非常驚訝于Sfeir的堅(jiān)持。“這是非常難做的實(shí)驗(yàn)。我無法讓實(shí)驗(yàn)室任何其他的人去完成它。”

實(shí)驗(yàn)表明未戴帽的DNA末端極易受到6種（而非4種）不同修復(fù)系統(tǒng)的攻擊。一種先前被忽視的信號(hào)以另一種途徑將兩末端連接到一起，稱之為替代性末端連接（alt-NHEJ）。另一種涉及截短裸露DNA鏈的過程稱為超切除（hyperresection，生物通譯）。
de Lange 說：“我們的研究描述了整個(gè)可能發(fā)生于失去端粒保護(hù)的染色體末端的事件。有六種而非四種信號(hào)通路威脅了染色體末端的完整性，端粒必須與之對(duì)抗。”

縮短或損傷的端粒是細(xì)胞衰老進(jìn)程及包括癌癥和引起早衰的遺傳性疾病先天性角化不良等多種疾病的標(biāo)志。研究人員希望通過揭示威脅不受保護(hù)DNA末端的信號(hào)通路，能夠更好地了解這些疾病的早期階段，發(fā)現(xiàn)治療的新途徑。

來源：生物通