中国科学院物理研究所
北京凝聚态物理国家研究中心
SM1组供稿
第29期
2012年08月22日
端粒酶工作的分子机理研究进展
端粒可以看着为“生命时钟”。在细胞中,细胞每分裂一次,端粒就缩短一次。当端粒不能再缩短时,细胞就无法继续分裂而衰老和死亡。相反,如果端粒的长度能得以保持不变,细胞将延缓衰老。端粒酶是能够实现端粒延长的酶或分子马达。在细胞中,由于端粒酶的存在,端粒的长度能够维持不变。在癌细胞中端粒酶大量表达,因而癌细胞被认为是具有永久生命力的。然而,在我们的体细胞中,端粒酶含量极低,因而端粒不断地缩短,导致体细胞的衰老或癌变。由于端粒和端粒酶在衰老、衰老相关疾病(如冠心病、高血压、痴呆、肥胖等)和癌症发生发展过程中的重要作用,将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予端粒和端粒酶研究的开创者。
尽管端粒酶的生物功能已被确定, 但其如何延长端粒的分子机理仍不清楚。鉴于此,自1985年端粒酶首次发现以来,为了解其工作机理人们对其工作的动力学特性进行了大量的实验研究,并积累了大量的实验数据。近几年来,中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)软物质实验室sm1组谢平研究员通过在大量已发表实验数据分析的基础上,对端粒酶如何延长端粒提出了一个完善的解释,建立了端粒酶工作的微观模型,解释了端粒酶是如何能够利用自身很短的RNA模板实现端粒(DNA重复序列)延长的,对端粒酶的动力学特性(如:端粒酶与端粒一次结合能够延长端粒的长度等)给出了理论上解析描述,定量解释了已发表的各种不同的实验结果,并预言了新的动力学特性。相关论文发表后[BioSystems 97, 168–178 (2009);Biophys. Chem. 153, 83–96 (2010)]即受到重视,因此,被美国Nova科学出版社主编Nadya Gotsiridze-Columbus博士邀请撰写了专著一本(Tetrahymena and Human Telomerase Enzymes: Model and dynamics of processive nucleotide and repeat addition translocations, Nova Science Publishers, Inc. New York, 2012)。在专著中,以四膜虫端粒酶和人的端粒酶为例,详细论述了谢平研究员自己所建立的端粒酶工作的分子机理的模型,利用所建模型对端粒酶工作的动力学特性进行了详细的理论分析和计算,并与已发表实验数据实验作了详细的比较,特别成功地解释了各种似乎矛盾的实验结果。在专著中也对以后的理论和实验工作做了展望。
本专著为人们彻底了解端粒酶工作的分子机理迈出了重要的一步。而通过对端粒酶分子工作机理的了解,将对如何利用端粒酶延缓人的衰老、进行衰老相关疾病和肿瘤的治疗等提供非常重要的指导意义。
本项研究工作得到国家自然科学基金项目的资助。
尽管端粒酶的生物功能已被确定, 但其如何延长端粒的分子机理仍不清楚。鉴于此,自1985年端粒酶首次发现以来,为了解其工作机理人们对其工作的动力学特性进行了大量的实验研究,并积累了大量的实验数据。近几年来,中科院物理所/北京凝聚态物理国家实验室(筹)软物质实验室sm1组谢平研究员通过在大量已发表实验数据分析的基础上,对端粒酶如何延长端粒提出了一个完善的解释,建立了端粒酶工作的微观模型,解释了端粒酶是如何能够利用自身很短的RNA模板实现端粒(DNA重复序列)延长的,对端粒酶的动力学特性(如:端粒酶与端粒一次结合能够延长端粒的长度等)给出了理论上解析描述,定量解释了已发表的各种不同的实验结果,并预言了新的动力学特性。相关论文发表后[BioSystems 97, 168–178 (2009);Biophys. Chem. 153, 83–96 (2010)]即受到重视,因此,被美国Nova科学出版社主编Nadya Gotsiridze-Columbus博士邀请撰写了专著一本(Tetrahymena and Human Telomerase Enzymes: Model and dynamics of processive nucleotide and repeat addition translocations, Nova Science Publishers, Inc. New York, 2012)。在专著中,以四膜虫端粒酶和人的端粒酶为例,详细论述了谢平研究员自己所建立的端粒酶工作的分子机理的模型,利用所建模型对端粒酶工作的动力学特性进行了详细的理论分析和计算,并与已发表实验数据实验作了详细的比较,特别成功地解释了各种似乎矛盾的实验结果。在专著中也对以后的理论和实验工作做了展望。
本专著为人们彻底了解端粒酶工作的分子机理迈出了重要的一步。而通过对端粒酶分子工作机理的了解,将对如何利用端粒酶延缓人的衰老、进行衰老相关疾病和肿瘤的治疗等提供非常重要的指导意义。
本项研究工作得到国家自然科学基金项目的资助。
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图:四膜虫端粒酶工作机理模型示意图 |
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