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Pitt研究发现直接氧化应激损伤会缩短端粒

匹兹堡,2019年5月14日 - 相同的消息来源认为对细胞造成氧化应激 - 污染,柴油机尾气,吸烟和肥胖 - 也与较短的端粒相关,端粒是染色体鞋带末端的保护性尖端。

匹兹堡大学今天发表在Molecular Cell上的一项新研究提供了第一个吸烟枪,证明氧化应激直接作用于端粒以加速细胞衰老。

皮特大学公共卫生研究生院和UPMC希尔曼癌症中心的环境与职业健康教授帕特里夏·奥普雷斯科博士说:“端粒由数百个鸟嘌呤碱基组成,这些碱基是氧化的汇。”“这只是一个巧合吗?或者,在端粒中氧化那些鸟嘌呤是否真的有助于缩短?”

为了确定,Opresko需要一些方法来对端粒和其他任何地方施加氧化应激。

因此,她获得了卡内基梅隆大学生物科学与化学教授,分子生物传感器和成像中心主任Marcel Bruchez博士的帮助。Bruchez开发了一种方法,利用一种特殊的光活化分子将端粒归零,该分子可以锁定端粒,并根据命令提供局部自由基 - 氧化应激的分子因子。

“针对活细胞中特定基因座的氧化损伤的主要挑战之一是实现对这种损伤的精确时间和剂量控制,”Bruchez说。“通过将端粒靶向与我们的光化学生成的单线态氧结合起来,我们能够选择性地控制氧化应激在端粒位点特异性施加的时间和力度。”

研究人员反复将培养的癌细胞暴露于这种靶向氧化过程,模仿环境氧化应激和炎症的条件,实际上,尽管端粒延长酶端粒酶进行了修复,但他们确实看到端粒断裂并随着细胞分裂而缩短。

由于DNA修复机器试图修复破碎的端粒,染色体的末端经常融合在一起,使基因组不稳定并阻止细胞正常分裂。Opresko说,虽然端粒缩短对健康细胞造成了坏消息,但另一方面,针对端粒可能提供了一种对抗癌症的方法。由于端粒足够短,癌细胞会停止分裂。

“如果我们能够理解是什么原因导致端粒缩短以及细胞如何弥补,”Opresko说,“那么我们将能够更好地设计干预策略来保护健康细胞中的端粒并靶向癌细胞中的端粒。”

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