摘要:端粒是专门的结构,在真核细胞中线性染色体的末端发现,在维持基因组的稳定性和完整性方面起着至关重要的作用。它们由重复的DNA序列,ssDNA悬垂和几种相关的蛋白质组成。端粒的长度与人类的细胞衰老有关,维持的缺陷与各种疾病有关。端粒的关键结构基序可保护脆弱的染色体末端。端粒DNA还具有形成各种复杂DNA高阶结构的能力,包括T环,D环,R环,G-Loops,G-Quadruplexes和I-Motifs,在互补的C-rich链中。虽然已经确定了许多端粒上的基本蛋白质,但它们的相互作用和结构细节的复杂性仍未完全了解。这种观点强调了在理解与人类端粒相关的结构方面的最新进步。它强调了端粒的意义,探索各种端粒结构基序,并深入研究端粒和端粒酶的结构生物学。还讨论了有助于保护端粒的端粒环,其拓扑结构和相关蛋白质。
开发活体成像技术以提供染色质在活细胞中如何组织的信息对于解释生物过程的调节至关重要。在这里,我们展示了基于 CRISPR/Cas9 的活体成像技术的改进。在这种方法中,sgRNA 支架与 RNA 适体融合,包括 MS2 和 PP7。当死 Cas9 (dCas9) 与嵌合 sgRNA 共表达时,标记 MS2 和 PP7 适体的荧光外壳蛋白 (tdMCP-FP 和 tdPCP-FP) 被招募到目标序列中。与之前使用 dCas9:GFP 的工作相比,我们表明,使用基于适体的 CRISPR 成像构建体,瞬时转化的本氏烟的端粒标记质量得到了改善。标记受适体拷贝数的影响,受启动子类型的影响较小。相同的结构不适用于稳定转化植物和根中的重复标记。RNP 复合物与其靶 DNA 的持续相互作用可能会干扰细胞过程。
蛋白激酶和细胞因子的突变很常见,可能引起癌症和其他疾病。然而,我们对这些基因可突变性的理解仍然是惯例。因此,鉴于先前已知的与高突变率相关的已知因素,我们分析了数量编码可药物激酶匹配的基因(i)与远距离商人的接近或(ii)高a+t含量。我们使用国家卫生基因组数据查看器提取了这些基因组信息。首先,在研究的129个可吸毒的人激酶基因中,有106个基因满足因子(i)或(ii),导致82%的匹配。此外,在编码儿童多系统炎症综合征的促炎细胞因子的73个基因中发现了相似的85%匹配率。基于这些有希望的匹配率,我们进一步比较了利用暴露于太空样电离辐射的小鼠的20个从头突变的这两个因素,以确定这些看似随机的突变是否与此策略相似。然而,在这20个鼠遗传基因座中只有10个或(ii),仅导致50%的匹配。与高额销售FDA批准的药物的机制相比,该数据表明,对可药物目标的匹配速率分析是可行的,可以在系统上优先考虑新候选者的相对可突变性(因此是治疗潜力)。
寿命研究中关注的关注点之一是了解遗传学在确定寿命中的作用。最近的研究已经确定了与寿命相关的特定遗传标记,从而提供了有助于延长寿命的因素的宝贵线索。这样的突破是对Foxo3基因的识别,通常在百岁老人中发现 - 生活到100岁以上的人。该基因参与了各种细胞过程,包括DNA修复和抗压力性,表明其激活可能在促进寿命中起着至关重要的作用。此外,端粒的研究是染色体结束时的保护帽,引起了长寿研究的关注。端粒自然会随着细胞分裂而自然缩短,其长度被认为是细胞衰老的标志。最近的研究探索了维持甚至延长端粒的方法,可能会减慢衰老过程并促进寿命[2]。
端粒磨损被认为是衰老过程的标志 [1]。通过体外研究,人们在了解端粒功能的基本生物学方面取得了重大进展,但从体内角度进行此类研究的成果有限。尽管目前有许多技术可以标记端粒,但其中大多数对细胞有毒性,会导致 DNA 损伤或不适合体内应用 [2]。CRISPR-Cas 系统通过将 Cas9 与荧光蛋白融合,实现了这些区域的精细化,从而可以在活体生物体中可视化端粒 [3]。CRISPR Cas 9 技术的成功率是未来基因组编辑疗法的新希望。端粒长度和端粒缩短率与任何生物体的衰老和最终死亡直接相关。通过增加生物体的端粒长度可以逆转这种影响。CRISPR Cas 系统是一种有效的工具,可用于将端粒无误地插入任何给定生物体的 DNA 中 [4]。
上皮,也称为尤其元素或上皮龙,是一种源自可谓上催化升高的天然化合物的合成肽,该肽是在松果体中产生的。最初是由俄罗斯科学家弗拉基米尔·哈文森(Vladimir Khavinson)教授发现和研究的。上皮以其潜在的抗衰老作用而闻名,这些作用归因于其在调节端粒酶的作用,端粒酶是一种可以拉长端粒的酶,即染色体末端的保护结构。随着时间的流逝,随着细胞分裂而缩短端粒,这与衰老和细胞衰老有关。
人端粒是串联阵列,主要由染色体末端的5'-Ttaggg -3'核苷酸序列组成。1,2这些序列被认为具有2个主要功能:它们通过保护或限制染色体的末端来保留基因组完整性,从而防止了DNA修复机制不适当的降解,并防止细胞分裂期间遗传信息的丧失。在每种分裂的情况下,端粒缩短了约50至200个碱基对,因为DNA聚合酶和相关的细胞机制的固有能力可以复制染色体DNA滞后链的末端端。3当端粒缩短达到临界阈值时,称为干草液极限时,会触发细胞信号级联,导致衰老或凋亡。4,5
作者:J Li · 2021 · 被引用 364 次 — 端粒与其他基因的另一个重要交集。CRC 特征与线粒体生物学和氧化防御有关。具体来说,端粒...
FANCM是一种DNA修复蛋白,可以识别停滞的复制叉,并招募下游修复因子。fancm活性对于利用端粒(ALT)机制替代延长的癌细胞的存活也至关重要。FANCM通过其对分支DNA结构的强亲和力有效地识别基因组或端粒中停滞的复制叉。在这项研究中,我们证明了N末端易位酶结构域驱动了这种特定的分支DNA识别。易位酶内的HEL2I子域对于有效的底物参与至关重要,夫妻DNA与催化ATP依赖性分支迁移结合。去除HEL2I或该结构域中的关键DNA结合残基的突变减少了FANCM对连接DNA和废除分支迁移活性的亲和力。重要的是,这些突变的粉丝变体未能挽救细胞周期停滞,与端粒相关的复制应力或替代内源性粉丝的替代阳性癌细胞的致死性。我们的结果表明,HEL2I结构域是FANCM正确接合DNA底物的关键,因此通过限制ALT途径的过度激活,在其肿瘤抑制功能中起着至关重要的作用。关键字:fancm,易位酶,DNA结合,端粒的替代延长,携带杂合或纯合的粉丝突变的个体易于早期发作癌症,并且对化学疗法诱导的骨髓抑制(4-7)易感性(4-7)。这是因为FANCM是DNA修复的重要介体,这是抑制引起癌症的突变以及对化学疗法诱导的DNA损伤做出反应所需的细胞过程(8)。fancm缺乏细胞积累了停滞的复制叉,单链DNA间隙和姐妹染色单体交换,它们在用DNA损伤剂处理后升高(9,10)。相反,FANCM缺乏对使用基于重组的端粒维持机制(称为端粒替代延长或ALT)的癌细胞有害。我们先前表明,Alt阳性癌细胞中的FANCM敲低既引起极高的复制应力,又引起了持续的重组中间体的诱导。