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中美科学家合作用实验揭示“青春之泉”的秘密

摘要 : 亚利桑那州立大学(ASU)的科学家与上海中国科学院的合作者报道了一个染色体上的端粒并显示了端粒酶活性所需的不同组分。相关文章发表于2014年5月4日的《Nature Structural & Molecular Biology》杂志上。

亚利桑那州立大学(ASU)的科学家与上海中国科学院的合作者一起于2014年5月4日在《自然-结构与分子生物学》上发表文章;这是在原子水平观察端粒酶这个酶的首开先河的研究,它可能会揭开青春之泉的秘密。

Julian Chen 与 Dustin Rand,亚利桑那州立大学

在图片中Julian Chen和他的研究生Dustin Rand在他们位于亚利桑那州立大学的实验室中继续着他们在脊椎动物端粒酶复合物中蛋白质-RNA相互作用方面的研究。参与了这项工作的博士班学生Christopher Bley 和 Andrew Brown已经毕业。

端粒酶复合物

此图描述了一个染色体上的端粒并显示了端粒酶活性所需的不同组分,该内容来源于亚利桑那州立大学Julian Chen教授的研究,该研究将于2014年5月4日在《自然-结构与分子生物学》上发表。

端粒及端粒酶最近频频出现在医学新闻之中,因为它们与衰老和癌症有关系。端粒位于我们染色体的末端,它们是保护我们的基因数据、让细胞分裂成为可能的DNA片段,它们含有我们如何衰老及我们如何罹患癌症的某些秘密。

可以将染色体末端的端粒比拟为鞋带末端的塑胶端:端粒可让染色体末端不被磨损而且使染色体不会相互粘连,因为如果发生了磨损或者粘连的情况,其结果会破坏或搞乱我们的遗传信息。

当我们的细胞每次分裂时,其端粒会变短。当它们变得过短时,该细胞就不再能分裂,它会变得失去活性或死亡。这一端粒缩短过程与衰老、癌症及较高的死亡风险有关。最初的端粒长度可能在不同个体之间有差异。显然,长短很有关系。

Julian Chen是ASU的化学与生物化学教授及本项目的资深作者之一;他解释说:“端粒酶对端粒维持及基因组的完整是至关重要的。破坏端粒酶功能的突变与无数源自端粒缩短及基因组不稳定的人类疾病有关联。”

Chen继续说道:“尽管有着很强的医学应用,但人们对端粒酶全酶(它是端粒酶复合体的最重要单元)的组装仍然知之甚少。我们对这一研究感到特别兴奋,因为它第一次从原子层面针对脊椎动物端粒酶复合物对蛋白质-RNA的相互作用进行了描述。”

本项目的另外一名资深作者是Ming Lei教授,他最近从密歇根大学迁往中国上海;他将领导一个新的全国蛋白质科学中心(附属于中国科学院)。 ASU的化学与生物化学系隶属文理学院。它在全球的研究影响力(以在2011国际化学年结束的那10年中整个该系中每篇论文的平均引用率进行衡量)排名第6,并在《科学》与《自然》的研究性出版中在美国名列前8。该系在跨学科研究方面的强势记录还表现在NSF将其在全国化学高等教育研发经费总额及联邦资助额上列第31位。

这项工作受到了美国国立卫生院(RO1GM094450 to J.J.-L.C.)、中国科学技术部(2013CB910400 to M.L.)及中国科学院战略重点研究项目(XDB08010201 to M.L.)等资金的支持。

原文摘要:

Structural basis for protein-RNA recognition in telomerase

Jing Huang, Andrew F Brown, Jian Wu, Jing Xue, Christopher J Bley, Dustin P Rand, Lijie Wu, Rongguang Zhang, Julian J-L Chen & Ming Lei

Telomerase is a large ribonucleoprotein complex minimally composed of a catalytic telomerase reverse transcr-ptase (TERT) and an RNA component (TR) that provides the template for telomeric DNA synthesis. However, it remains unclear how TERT and TR assemble into a functional telomerase. Here we report the crystal structure of the conserved regions 4 and 5 (CR4/5) of TR in complex with the TR-binding domain (TRBD) of TERT from the teleost fish Oryzias latipes. The structure shows that CR4/5 adopts an L-shaped three-way-junction conformation with its two arms clamping onto TRBD. Both the sequence and conformation of CR4/5 are required for the interaction. Our structural and mutational analyses suggest that the observed CR4/5-TRBD recognition is common to most eukaryotes, and CR4/5 in vertebrate TR might have a similar role in telomerase regulation as that of stem-loop IV in Tetrahymena TR.

来源: eurekalert 浏览次数:89

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