2014年9月26日摘要

缺陷运输机制导致染色体末端缩短

细胞分裂:Göttingen科学家破译端粒酶复合物的生物起源

Göttingen大学的科学家们已经破译了一种酶复合物的生物起源，该酶复合物的作用是确保染色体末端在细胞分裂过程中不会缩短，并确保遗传物质得到充分维护。端粒酶RNA要完全发挥功能，就必须在细胞核内进出。如果这个过程被扰乱，酶复合物就不能再起作用了。研究结果发表在《细胞报告》杂志上。

端粒酶是一种来自细胞核的酶，由蛋白质和非编码RNA组成。这种酶复合物的作用是在细胞分裂后延长染色体末端(端粒)，以防止在DNA复制时自动发生的遗传物质(DNA)连续缩短。虽然端粒酶在静息细胞中检测不到，但它存在于生长组织中，即在不断分裂的细胞中，如骨髓细胞、生殖细胞或胚胎干细胞以及某些类型的免疫细胞。它也活跃于癌细胞中，帮助它们无限次地分裂，从而扩散到全身。与癌症细胞不同，正常的体细胞经历有限数量的细胞分裂——它们衰老并最终死亡。

在Göttingen分子生物科学中心(GZMB)的研究中，科学家们现在能够展示端粒酶RNA是如何从细胞核运输到周围的细胞质中。在那里，在细胞核外，它吸收蛋白质并成熟为大型的酶复合体端粒酶。端粒酶一旦发挥作用，就会重新进入细胞核，并附着在DNA上，延长染色体的末端。“端粒延伸过程顺利进行,RNA已经进入细胞质,后来进程绑定到所需要的蛋白质在细胞核,”教授说Heike克雷布斯哥廷根大学分子遗传学部门一起进行这项研究她的博士生Haijia吴邦国委员长和丹尼尔·贝克尔。“因此，这种运输机制的缺陷会导致端粒的连续缩短。”

进一步的信息:www.img.bio.uni-goettingen.de Krebber-lab_homepage.html

作者

Haijia吴et al。

Göttingen大学，微生物与遗传学研究所，分子遗传学，德国

主题和标签

荧光显微镜

阅读全文:

Wu H, Becker D, kreber H:
端粒酶RNA TLC1在细胞质中穿梭需要mRNA输出因子，对端粒的维持非常重要

细胞的报告(2014年),dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2014.08.021

摘要

端粒酶保护线状染色体的末端不缩短。它们由RNA (TLC1在酿酒酵母)和几种蛋白质。TLC1经过几个成熟步骤后，它被输出到细胞质中，募集Est蛋白进行完全组装。成熟的端粒酶随后被重新导入细胞核，在那里它在端粒上完成其功能。我们在这里展示TLC1输出到细胞质不仅需要Ran gtpase依赖的核细胞蛋白Crm1/Xpo1，而且还需要mRNA输出机制。mRNA输出因子突变体积累成熟和输出能力强TLC1细胞核内的rna。此外,TLC1与mRNA转运因子Mex67和Dbp5/Rat8发生物理作用。最重要的是，我们展示了核出口TLC1是形成含酶的功能性RNA的关键步骤，因为阻断TLC1出口的mex67-5 xpo1-1双突变体阻止其细胞质成熟，导致端粒缩短。

TLC1生命周期模型。TLC1由RNA聚合酶II (RNAP II)在细胞核中生成，在Sm环结合后，RNA被加工，poly(A)尾被核外泌体去除。CAP被高甲基化，生成三甲基鸟嘌呤(TMG) CAP。ran依赖的核输出信号(NES)输出受体Crm1/Xpo1通过目前未知的含NES蛋白(X)结合。出口受体异源二聚体Mex67-Mtr2结合并支持通过核孔复合物(NPC)的转运。在转运过程中，Mex67-Mtr2被位于NPC细胞质细丝的死盒RNA解旋酶Dbp5取代，在那里它与Rat7/Nup159相互作用。端粒酶随后的细胞质成熟需要几个蛋白的结合，包括Est1、Est2和Est3。成熟的端粒酶通过importins Mtr10和Kap122重新导入细胞核，在那里它最终与端粒末端结合。