端粒與端粒酶PPT2

1、端粒端粒與與端粒酶端粒酶主講人：楊長友主講人：楊長友重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)生物化學(xué)與分子生物學(xué)專業(yè)長壽夢想的長壽夢想的“天梯天梯”2009年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng) 貢獻(xiàn)：揭示了貢獻(xiàn)：揭示了 “how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase” (染色體是如染色體是如何被端粒和端粒酶保護(hù)的何被端粒和端粒酶保護(hù)的)。Elizabeth H. Blackburn伊麗莎白伊麗莎白布萊克本布萊克本Carol W. Greider 卡羅爾卡羅爾格雷德

2、格雷德美國巴爾的摩約美國巴爾的摩約翰翰霍普金斯醫(yī)學(xué)院霍普金斯醫(yī)學(xué)院Jack W. Szostak杰克杰克紹斯塔克紹斯塔克 美國哈佛醫(yī)學(xué)院美國哈佛醫(yī)學(xué)院美國加利福尼亞美國加利福尼亞 舊金山大學(xué)舊金山大學(xué)主要內(nèi)容主要內(nèi)容n端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)n端粒的結(jié)構(gòu)與功能端粒的結(jié)構(gòu)與功能n端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能n端粒及端粒酶與衰老、癌癥的關(guān)系端粒及端粒酶與衰老、癌癥的關(guān)系n端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀n影響端粒長度的因素影響端粒長度的因素一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn) 端粒最早是由著名的遺傳學(xué)家端粒最早是由著名的遺傳學(xué)家赫爾曼赫爾曼繆勒繆勒 （Her

3、mann Muller，因?yàn)榘l(fā)明用，因?yàn)榘l(fā)明用 X射線突變基因而射線突變基因而獲得獲得1946 年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）于年的諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)）于1938 年年發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的。的。 繆勒給這種天然末端結(jié)構(gòu)取了個(gè)形象的名字繆勒給這種天然末端結(jié)構(gòu)取了個(gè)形象的名字 telomere， 這是由希臘語這是由希臘語“telos” (末端末端) 及及“meros” (部分部分) 組成的。中文翻譯為組成的。中文翻譯為“ 末端的顆粒末端的顆?！?， 簡稱簡稱“ 端粒端?！?。 1941年芭芭拉年芭芭拉麥克林托克麥克林托克 （Barbara McClintock，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)玉米的轉(zhuǎn)座子獲得因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)玉米的轉(zhuǎn)座子獲得19

4、83年諾貝爾生理或醫(yī)年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)學(xué)獎(jiǎng) ）在玉米的遺傳學(xué)研究中也證實(shí)端粒的存在。在玉米的遺傳學(xué)研究中也證實(shí)端粒的存在。端粒的位置端粒的位置一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn) 1978 年伊麗莎白年伊麗莎白通過體外通過體外 DNA 復(fù)制實(shí)驗(yàn)，推斷出模復(fù)制實(shí)驗(yàn)，推斷出模式生物四膜蟲（式生物四膜蟲（Tetrahymena thermophila）的端粒中）的端粒中含有許多重復(fù)的含有許多重復(fù)的 5- CCCCAA- 3六堿基序列，六堿基序列，首次首次闡明了四膜蟲的端粒結(jié)構(gòu)。闡明了四膜蟲的端粒結(jié)構(gòu)。同時(shí)，杰克同時(shí)，杰克紹斯塔克正紹斯塔克正試圖在酵母中建構(gòu)試圖在酵母中建構(gòu)人工線性染色體人工

5、線性染色體，希望它能夠像自，希望它能夠像自然染色體一樣在細(xì)胞中復(fù)制。但他構(gòu)建的人工染色體然染色體一樣在細(xì)胞中復(fù)制。但他構(gòu)建的人工染色體轉(zhuǎn)化入細(xì)胞后總是很快降解。轉(zhuǎn)化入細(xì)胞后總是很快降解。 1980年，當(dāng)伊麗莎白報(bào)道她關(guān)于端粒年，當(dāng)伊麗莎白報(bào)道她關(guān)于端粒DNA的發(fā)現(xiàn)時(shí)，的發(fā)現(xiàn)時(shí)，引起了杰克的極大興趣。于是二人合作將新發(fā)現(xiàn)的四引起了杰克的極大興趣。于是二人合作將新發(fā)現(xiàn)的四膜蟲端粒序列和人工染色體連接到一起，而后導(dǎo)入酵膜蟲端粒序列和人工染色體連接到一起，而后導(dǎo)入酵母細(xì)胞。奇跡出現(xiàn)了，人工染色體不再降解，可以在母細(xì)胞。奇跡出現(xiàn)了，人工染色體不再降解，可以在細(xì)胞內(nèi)正常復(fù)制。這細(xì)胞內(nèi)正常復(fù)制。這一方面證實(shí)

6、了端粒對染色體的保一方面證實(shí)了端粒對染色體的保護(hù)作用，也使護(hù)作用，也使 DNA的大片段克隆成為可能，為后來的大片段克隆成為可能，為后來的人類基因組測序奠定了基礎(chǔ)。的人類基因組測序奠定了基礎(chǔ)。一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)n1984年，伊麗莎白在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一年，伊麗莎白在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：不論是四膜蟲還是酵個(gè)有趣的現(xiàn)象：不論是四膜蟲還是酵母自身的端粒序列都可以在酵母中被母自身的端粒序列都可以在酵母中被保護(hù)和延伸。而帶著四膜蟲端粒保護(hù)和延伸。而帶著四膜蟲端粒DNA的人工染色體進(jìn)入到酵母后，復(fù)制后的人工染色體進(jìn)入到酵母后，復(fù)制后被加上的是酵母端粒序列而非四膜蟲被加上的是酵母

7、端粒序列而非四膜蟲的端粒序列。的端粒序列。一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)n1984年，卡羅爾作為博士研究生進(jìn)入伊麗年，卡羅爾作為博士研究生進(jìn)入伊麗莎白實(shí)驗(yàn)室，莎白實(shí)驗(yàn)室， 開始了端粒末端合成機(jī)制的開始了端粒末端合成機(jī)制的研究工作。研究工作。n她們假設(shè)端粒是由某種酶合成她們假設(shè)端粒是由某種酶合成 ， 那么在那么在細(xì)胞裂解液里應(yīng)該有這種酶的存在，細(xì)胞裂解液里應(yīng)該有這種酶的存在， 如果如果使用四膜蟲細(xì)胞裂解液在體外能檢測到端使用四膜蟲細(xì)胞裂解液在體外能檢測到端粒序列的復(fù)制和延伸，粒序列的復(fù)制和延伸， 那無疑證實(shí)這種那無疑證實(shí)這種“ 酶酶” 的

8、存在。的存在。一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程大致如下：實(shí)驗(yàn)過程大致如下： 1、將底物寡聚核苷酸（端粒、將底物寡聚核苷酸（端粒DNA、隨機(jī)序列、隨機(jī)序列DNA）進(jìn)行放射性標(biāo)記；）進(jìn)行放射性標(biāo)記； 2、將高濃度的寡聚核苷酸底物與高濃度的四、將高濃度的寡聚核苷酸底物與高濃度的四膜蟲細(xì)胞裂解液一起孵育；膜蟲細(xì)胞裂解液一起孵育； 3、通過放射性標(biāo)記的核苷酸來檢測體外端粒、通過放射性標(biāo)記的核苷酸來檢測體外端粒序列的合成。序列的合成。一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)n結(jié)果顯示，當(dāng)四膜蟲細(xì)胞裂解液加入四膜蟲或結(jié)果顯示，當(dāng)四膜蟲細(xì)胞裂解液加入四膜蟲或酵母端粒序列酵母端粒序列DN

9、A時(shí)，其明顯被重新加上了時(shí)，其明顯被重新加上了DNA堿基，而且以堿基，而且以 6個(gè)堿基遞增的方式延長，個(gè)堿基遞增的方式延長，與四膜蟲端粒重復(fù)基本單位為與四膜蟲端粒重復(fù)基本單位為 6個(gè)堿基正好吻個(gè)堿基正好吻合，而對于隨機(jī)序列的合，而對于隨機(jī)序列的DNA底物并不發(fā)生延伸。底物并不發(fā)生延伸。n實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，端粒端粒 DNA的延伸是通過的延伸是通過“ 酶酶” 來完成的，且來完成的，且這種酶的活性不依賴于這種酶的活性不依賴于DNA模板。模板。這種酶后來被命名為這種酶后來被命名為“端粒酶端粒酶” （telomerase）。）。一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)一、端粒與端粒酶的發(fā)現(xiàn)n1985年，年，卡羅

10、爾和伊麗莎卡羅爾和伊麗莎白在四膜蟲細(xì)白在四膜蟲細(xì)胞核提取物中首先發(fā)現(xiàn)并純化了端粒酶。胞核提取物中首先發(fā)現(xiàn)并純化了端粒酶。之后之后 ，耶魯大學(xué)，耶魯大學(xué) Morin于于 1989年在人宮年在人宮頸癌細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了人體端粒酶。頸癌細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了人體端粒酶。二、端粒的結(jié)構(gòu)與功能二、端粒的結(jié)構(gòu)與功能 端粒端粒 (telomere)也稱端區(qū)，是真核生物線性染色體的也稱端區(qū)，是真核生物線性染色體的天然兩末端，呈膨大粒狀，天然兩末端，呈膨大粒狀，由染色體末端由染色體末端DNA重復(fù)重復(fù)片斷（富含片斷（富含G、C）與蛋白質(zhì)組成（端粒結(jié)合蛋白和）與蛋白質(zhì)組成（端粒結(jié)合蛋白和端粒相關(guān)蛋白）。端粒相關(guān)蛋白）。 端粒既

11、有高度的保守性，又有種屬特異性端粒既有高度的保守性，又有種屬特異性。 哺乳動(dòng)哺乳動(dòng)物端粒的重復(fù)序列為物端粒的重復(fù)序列為( TTAGGGAATCCC) ， 其其中中G鏈鏈3端是一段單鏈的懸突端是一段單鏈的懸突(overhang) 。電鏡觀察。電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)， 端粒結(jié)構(gòu)是一個(gè)端粒結(jié)構(gòu)是一個(gè)雙環(huán)結(jié)構(gòu)，雙環(huán)結(jié)構(gòu)， 由由T環(huán)環(huán)(T-loop，端粒環(huán)端粒環(huán)) 和和D環(huán)環(huán)(D-loop，替代環(huán)，替代環(huán)) 構(gòu)成構(gòu)成， T環(huán)在染色環(huán)在染色體末端形成一個(gè)帽子結(jié)構(gòu)體末端形成一個(gè)帽子結(jié)構(gòu) ，可防止核酶以及連接酶，可防止核酶以及連接酶作用于端粒。同時(shí)，作用于端粒。同時(shí)， T環(huán)結(jié)構(gòu)在端粒長度的維持機(jī)環(huán)結(jié)構(gòu)在端粒長度的

12、維持機(jī)制中起重要作用。制中起重要作用。端粒及其基本結(jié)構(gòu)端粒及其基本結(jié)構(gòu)二、端粒的結(jié)構(gòu)與功能二、端粒的結(jié)構(gòu)與功能 端粒的主要功能端粒的主要功能保護(hù)染色體末端免遭融合、重組，防止染色體在細(xì)保護(hù)染色體末端免遭融合、重組，防止染色體在細(xì)胞內(nèi)被化學(xué)修飾或被核酶降解；維持染色體的完胞內(nèi)被化學(xué)修飾或被核酶降解；維持染色體的完整性。整性。 阻止細(xì)胞對染色體末端的阻止細(xì)胞對染色體末端的DNA損傷反應(yīng)。損傷反應(yīng)。為端粒酶提供底物，解決為端粒酶提供底物，解決DNA復(fù)制的末端隱縮，復(fù)制的末端隱縮，保證染色體的完全復(fù)制。保證染色體的完全復(fù)制。 決定細(xì)胞的壽命。當(dāng)端粒再也無法保護(hù)染色體免決定細(xì)胞的壽命。當(dāng)端粒再也無法保護(hù)

13、染色體免受傷害時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂，或者變得不穩(wěn)定。受傷害時(shí)，細(xì)胞就會(huì)停止分裂，或者變得不穩(wěn)定。因此，生物體細(xì)胞分裂的次數(shù)是有限的，端粒的因此，生物體細(xì)胞分裂的次數(shù)是有限的，端粒的長度也就決定了細(xì)胞的壽命，所以端粒又被稱為長度也就決定了細(xì)胞的壽命，所以端粒又被稱為 “生命的時(shí)鐘生命的時(shí)鐘”。三、三、 端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能n端粒酶端粒酶(又稱端粒體酶又稱端粒體酶)是由是由端粒酶端粒酶RNA 組組分和蛋白質(zhì)組分分和蛋白質(zhì)組分共同構(gòu)成的共同構(gòu)成的核糖核蛋白復(fù)核糖核蛋白復(fù)合物合物，這個(gè)酶復(fù)合物中的，這個(gè)酶復(fù)合物中的RNA是模板，是模板，其上含有引物特異識別位點(diǎn)，而蛋白質(zhì)成其上含有引物特

14、異識別位點(diǎn)，而蛋白質(zhì)成分則具有催化活性。分則具有催化活性。三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能 目前認(rèn)為端粒酶主要由目前認(rèn)為端粒酶主要由3個(gè)部分構(gòu)成，即端粒個(gè)部分構(gòu)成，即端粒酶酶 RNA(telomerase RNA，TR)、端粒酶相關(guān)蛋、端粒酶相關(guān)蛋白質(zhì)白質(zhì)(telomerase associated protein， TP1/ TP2) 和端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶和端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶(telomerase reverse transcriptase，TERT)。 其中，其中，TERT是端粒酶的催化亞基，也是決是端粒酶的催化亞基，也是決定端粒酶活性的關(guān)鍵因素，其表達(dá)水平的高低與定端粒酶活性的關(guān)鍵因

15、素，其表達(dá)水平的高低與端粒酶活性呈平行關(guān)系端粒酶活性呈平行關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，。研究發(fā)現(xiàn)，TR和和TP1在在正常組織中有廣泛表達(dá)，而正常組織中有廣泛表達(dá)，而TERT只在腫瘤組織只在腫瘤組織及某些高增殖組織中表達(dá)，并決定著這些組織的及某些高增殖組織中表達(dá)，并決定著這些組織的端粒酶活性；正常組織缺乏端粒酶活性；正常組織缺乏TERT表達(dá)，因而沒表達(dá)，因而沒有端粒酶活性。有端粒酶活性。 三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能 端粒酶的重要功能是端粒酶的重要功能是通過識別并結(jié)合富含通過識別并結(jié)合富含胞嘧啶胞嘧啶C的端粒末端，以自身的端粒末端，以自身RNA為模板為模板合成端粒的合成端粒的DNA重復(fù)序列，

16、從而阻止隨著重復(fù)序列，從而阻止隨著DNA復(fù)制和細(xì)胞分裂所造成的端粒的不斷復(fù)制和細(xì)胞分裂所造成的端粒的不斷縮短，縮短， 進(jìn)而穩(wěn)定染色體的長度，避免細(xì)胞進(jìn)而穩(wěn)定染色體的長度，避免細(xì)胞因端粒丟失所導(dǎo)致的凋亡。因端粒丟失所導(dǎo)致的凋亡。因此，端粒酶因此，端粒酶在細(xì)胞永生化和腫瘤發(fā)生中起著重要作用。在細(xì)胞永生化和腫瘤發(fā)生中起著重要作用。三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能三、端粒酶的結(jié)構(gòu)與功能n近年來有證據(jù)表明，端粒酶除有端粒保護(hù)作用近年來有證據(jù)表明，端粒酶除有端粒保護(hù)作用外，還有促進(jìn)細(xì)胞生存和抵抗應(yīng)激的外，還有促進(jìn)細(xì)胞生存和抵抗應(yīng)激的非端粒保非端粒保護(hù)作用護(hù)作用，主要表現(xiàn)為，主要表現(xiàn)為保護(hù)線粒體功能、調(diào)節(jié)細(xì)保護(hù)線粒體

17、功能、調(diào)節(jié)細(xì)胞胞Ca2+內(nèi)流、參與細(xì)胞因子調(diào)節(jié)、參與細(xì)胞信內(nèi)流、參與細(xì)胞因子調(diào)節(jié)、參與細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)基因表達(dá)號轉(zhuǎn)導(dǎo)及相關(guān)基因表達(dá)。 四、端粒及端粒酶與衰老、癌癥的四、端粒及端粒酶與衰老、癌癥的關(guān)系關(guān)系n目前認(rèn)為，細(xì)胞的衰老是由于端粒的丟失引起的，目前認(rèn)為，細(xì)胞的衰老是由于端粒的丟失引起的，而端粒的丟失又與端粒酶的活性有關(guān)。人類細(xì)胞而端粒的丟失又與端粒酶的活性有關(guān)。人類細(xì)胞內(nèi)端粒酶活性的缺失導(dǎo)致了端?？s短，每次丟失內(nèi)端粒酶活性的缺失導(dǎo)致了端粒縮短，每次丟失50200個(gè)堿基，這種縮短使得端粒最終不能被細(xì)個(gè)堿基，這種縮短使得端粒最終不能被細(xì)胞識別。端粒一旦短于胞識別。端粒一旦短于“關(guān)鍵長度關(guān)鍵長

18、度”，就很有可，就很有可能導(dǎo)致染色體雙鏈的斷裂，并激活細(xì)胞自身的檢能導(dǎo)致染色體雙鏈的斷裂，并激活細(xì)胞自身的檢驗(yàn)系統(tǒng)，從而使細(xì)胞進(jìn)入驗(yàn)系統(tǒng)，從而使細(xì)胞進(jìn)入 M1 期死亡狀態(tài)期死亡狀態(tài)。當(dāng)幾。當(dāng)幾千個(gè)堿基的端粒千個(gè)堿基的端粒DNA丟失后，細(xì)胞就會(huì)停止分裂丟失后，細(xì)胞就會(huì)停止分裂而進(jìn)入衰老狀態(tài)。而進(jìn)入衰老狀態(tài)。 四、端粒及端粒酶與衰老、癌癥的四、端粒及端粒酶與衰老、癌癥的關(guān)系關(guān)系n如果細(xì)胞被病毒感染，或者某些抑癌基因如如果細(xì)胞被病毒感染，或者某些抑癌基因如p53等等的突變，細(xì)胞可越過的突變，細(xì)胞可越過M1期而繼續(xù)分裂，端粒繼續(xù)期而繼續(xù)分裂，端粒繼續(xù)縮短，最終達(dá)到一個(gè)關(guān)鍵閾值，細(xì)胞進(jìn)入縮短，最終達(dá)到一

19、個(gè)關(guān)鍵閾值，細(xì)胞進(jìn)入第二致第二致死期死期M2，這時(shí)染色體可能出現(xiàn)形態(tài)異常，大多數(shù)，這時(shí)染色體可能出現(xiàn)形態(tài)異常，大多數(shù)細(xì)胞由于端粒太短而失去功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞死細(xì)胞由于端粒太短而失去功能，從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。亡。但極少數(shù)細(xì)胞能在此階段進(jìn)一步激活端粒酶，但極少數(shù)細(xì)胞能在此階段進(jìn)一步激活端粒酶，使端粒功能得以恢復(fù)，并維持染色體的穩(wěn)定性，使端粒功能得以恢復(fù)，并維持染色體的穩(wěn)定性，從而避免死亡，導(dǎo)致細(xì)胞永生化甚至癌變從而避免死亡，導(dǎo)致細(xì)胞永生化甚至癌變。 Fig. Telomere, telomerase and cellular lifespan五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀n端粒

20、維持機(jī)制研究端粒維持機(jī)制研究 1、端粒酶機(jī)制、端粒酶機(jī)制 端粒酶在生殖細(xì)胞、早期胚胎發(fā)育、干細(xì)端粒酶在生殖細(xì)胞、早期胚胎發(fā)育、干細(xì)胞和許多癌癥細(xì)胞中有很高的活性。而在人的胞和許多癌癥細(xì)胞中有很高的活性。而在人的正常體細(xì)胞中，由于端粒酶活性很低或處于無正常體細(xì)胞中，由于端粒酶活性很低或處于無法檢測的水平，端粒的縮短無法得到彌補(bǔ)，法檢測的水平，端粒的縮短無法得到彌補(bǔ)， 最終會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞融合導(dǎo)致細(xì)胞死亡。最終會(huì)產(chǎn)生細(xì)胞融合導(dǎo)致細(xì)胞死亡。 五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀 2、端粒延伸替代機(jī)制（、端粒延伸替代機(jī)制（alternative lengthening of telomere

21、s， ALT） 目前關(guān)于目前關(guān)于ALT 的分子機(jī)理還沒有完全弄清的分子機(jī)理還沒有完全弄清楚，楚， 它有可能是通過它有可能是通過滾環(huán)復(fù)制、滾環(huán)復(fù)制、 T-loop介導(dǎo)延介導(dǎo)延伸和端粒重復(fù)片段之間的同源重組機(jī)制伸和端粒重復(fù)片段之間的同源重組機(jī)制來延長來延長端粒的長度。端粒的長度。 五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀n克隆動(dòng)物端粒長度的研究克隆動(dòng)物端粒長度的研究 體細(xì)胞核移植作為一種有效的無性生殖手段，體細(xì)胞核移植作為一種有效的無性生殖手段， 在基礎(chǔ)研究、組織再生和挽救瀕危動(dòng)物方面有著在基礎(chǔ)研究、組織再生和挽救瀕危動(dòng)物方面有著巨大的應(yīng)用力，因此越來越多的受到人們的關(guān)注。巨大的應(yīng)用力

22、，因此越來越多的受到人們的關(guān)注。 目前，在克隆動(dòng)物端粒長度的研究中，研究目前，在克隆動(dòng)物端粒長度的研究中，研究者們比較感興趣的問題主要有：者們比較感興趣的問題主要有：1、體細(xì)胞核移植、體細(xì)胞核移植生產(chǎn)的克隆動(dòng)物分娩常會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，這是否生產(chǎn)的克隆動(dòng)物分娩常會(huì)出現(xiàn)各種缺陷，這是否與端粒長度變化造成發(fā)育畸形、與端粒長度變化造成發(fā)育畸形、 衰老和疾病有關(guān)？衰老和疾病有關(guān)？2、克隆動(dòng)物的端粒在重構(gòu)胚、克隆動(dòng)物的端粒在重構(gòu)胚(胚胎早期胚胎早期)是否或如是否或如何被修復(fù)；何被修復(fù)； 3、端粒長度是否會(huì)恢復(fù)到正常。、端粒長度是否會(huì)恢復(fù)到正常。 五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀 端粒酶逆

23、轉(zhuǎn)衰老過程的研究端粒酶逆轉(zhuǎn)衰老過程的研究 2010年年11月，美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者月，美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究者 Jaskelioff M等在等在 Nature 雜志發(fā)表了有關(guān)端粒酶雜志發(fā)表了有關(guān)端粒酶和衰老研究的重要發(fā)現(xiàn)。他們利用基因工程技術(shù)和衰老研究的重要發(fā)現(xiàn)。他們利用基因工程技術(shù)成功地將端粒酶缺陷型小鼠的衰老過程逆轉(zhuǎn)成功地將端粒酶缺陷型小鼠的衰老過程逆轉(zhuǎn)。 迄今為止，這是首次有小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成功地迄今為止，這是首次有小鼠動(dòng)物實(shí)驗(yàn)成功地逆轉(zhuǎn)衰老過程，意味著一些老化的器官也有逆轉(zhuǎn)衰老過程，意味著一些老化的器官也有 “重重生生” 的可能。這項(xiàng)突破成果或有望防治腦退化癥的可能。這項(xiàng)突破成果或

24、有望防治腦退化癥 （如老年癡呆癥）、糖尿病和心臟病等疾病，甚（如老年癡呆癥）、糖尿病和心臟病等疾病，甚至有望打開永恒青春的奧秘。至有望打開永恒青春的奧秘。 五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀n端粒酶抑制劑研究端粒酶抑制劑研究 1、核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑、核苷類逆轉(zhuǎn)錄酶抑制劑(ddG和和 AZT等等) 抑制機(jī)制：抑制機(jī)制：競爭性抑制作用競爭性抑制作用五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀 2、非核苷類小分子抑制劑、非核苷類小分子抑制劑 這類小分子主要是與端粒酶的催化亞基端這類小分子主要是與端粒酶的催化亞基端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶 TERT相互作用，如相互作用，如M

25、KT077和和BIBR1532。五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀 3、寡核苷酸類端粒酶抑制劑、寡核苷酸類端粒酶抑制劑 寡核苷酸類藥物主要是利用寡核苷酸類藥物主要是利用反義技術(shù)反義技術(shù)對對TR進(jìn)行抑制。如進(jìn)行抑制。如GRN163及其類似物及其類似物GRN163L。 此類藥物用于腫瘤治療有兩個(gè)問題需要解此類藥物用于腫瘤治療有兩個(gè)問題需要解決決 ： 吸收度差及體內(nèi)穩(wěn)定性差。吸收度差及體內(nèi)穩(wěn)定性差。五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀nG-四聯(lián)體四聯(lián)體是由若干個(gè)平面是由若干個(gè)平面G四分體結(jié)構(gòu)堆積而成的。四分體結(jié)構(gòu)堆積而成的。 右圖是由四個(gè)鳥嘌呤通過氫右圖是由四個(gè)鳥嘌

26、呤通過氫鍵作用連接而成的鍵作用連接而成的G四分體四分體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。4、G-四聯(lián)體穩(wěn)定劑四聯(lián)體穩(wěn)定劑( G-Quadruplex Stabilizers)五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀nG-四聯(lián)體的形成使得端粒酶不能與端粒很好的結(jié)四聯(lián)體的形成使得端粒酶不能與端粒很好的結(jié) 合，也就失去了其延長端粒的作用。而且這類藥合，也就失去了其延長端粒的作用。而且這類藥物不僅能作用于端粒酶陽性的細(xì)胞，而且對物不僅能作用于端粒酶陽性的細(xì)胞，而且對 ALT細(xì)胞也能產(chǎn)生作用。因此，設(shè)計(jì)一種能夠促進(jìn)細(xì)胞也能產(chǎn)生作用。因此，設(shè)計(jì)一種能夠促進(jìn) G-四聯(lián)體的形成或者穩(wěn)定四聯(lián)體的形成或者穩(wěn)定G-四聯(lián)體結(jié)構(gòu)

27、的四聯(lián)體結(jié)構(gòu)的化合物化合物，將是腫瘤治療研究的方向之一。將是腫瘤治療研究的方向之一。 這類藥物的主要問題是安全這類藥物的主要問題是安全性：活性的性：活性的G-四聯(lián)體穩(wěn)定劑可四聯(lián)體穩(wěn)定劑可以影響正常細(xì)胞的端粒結(jié)構(gòu)以以影響正常細(xì)胞的端粒結(jié)構(gòu)以及基因組中富含鳥嘌呤及基因組中富含鳥嘌呤G的區(qū)域的區(qū)域的穩(wěn)定性。的穩(wěn)定性。五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀n端粒檢測端粒檢測 Telome Health公司公司 由端粒研究先驅(qū)卡爾由端粒研究先驅(qū)卡爾文文B哈利（哈利（Calvin B. Harley）與伊麗莎白）與伊麗莎白布布萊克本萊克本 ( Elizabeth H. Blackburn)于

28、于2010年年1月月共同創(chuàng)立。共同創(chuàng)立。 Life Length公司公司 由西班牙國立研究中心端粒由西班牙國立研究中心端粒與端粒酶研究的負(fù)責(zé)人瑪利亞與端粒酶研究的負(fù)責(zé)人瑪利亞A布拉斯科布拉斯科（Maria A. Blasco）在）在2010年年9月創(chuàng)立。月創(chuàng)立。五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀五、端粒與端粒酶的研究現(xiàn)狀 萬能癌癥疫苗的研究萬能癌癥疫苗的研究 2011年年4月月15日，據(jù)英國日，據(jù)英國每日郵報(bào)每日郵報(bào)報(bào)道，報(bào)道，英國科學(xué)家近期研制出了一種英國科學(xué)家近期研制出了一種“萬能萬能”疫苗，可疫苗，可用于治療包括胰腺癌在內(nèi)的多種癌癥，并預(yù)計(jì)在用于治療包括胰腺癌在內(nèi)的多種癌癥，并預(yù)計(jì)在兩年后面世。兩年后面世。 這個(gè)這個(gè)“新發(fā)明新發(fā)明”還不會(huì)像其它癌癥藥物一樣還不會(huì)像其它癌癥藥物一樣導(dǎo)致副作用，例如頭暈和掉頭發(fā)。從原理上講，導(dǎo)致副作用，例如頭暈和掉頭發(fā)。從原理上講，它會(huì)它會(huì)激活免疫系統(tǒng)找出并破壞癌細(xì)胞的端粒酶，激活免疫系統(tǒng)找出并破壞癌細(xì)胞的端粒酶，從而抑制癌細(xì)胞的生長從而抑制癌細(xì)胞的生長。而健康細(xì)胞不會(huì)遭受攻。而健康細(xì)胞不會(huì)遭受攻擊，因?yàn)樗鼈兊亩肆Ｃ负刻?，不?huì)引起免疫擊，因?yàn)?/p>