Cell：分子“魔术贴”维持染色体稳定性

迄今为止，人们还不了解这种序列重复现象的意义。日前，Friedrich Miescher生物医学研究所的Nicolas Thomä与日内瓦大学的David Shore合作进行研究，阐述了端粒区域序列重复的作用，指出这种结构在蛋白的帮助下能使端粒更加稳定，防止细胞死亡。文章发表在六月六日的Cell杂志上。

　　

生物通报道：基因组充满了重复序列，这些序列一段接着一段，有时甚至重复上百次。但迄今为止，人们还并不了解这种序列重复现象的意义。日前，Friedrich Miescher生物医学研究所的Nicolas Thomä与日内瓦大学的David Shore合作进行研究，阐述了端粒区域序列重复的作用，指出这种结构在蛋白的帮助下能使端粒更加稳定，防止细胞死亡。文章发表在六月六日的Cell杂志上。

端粒是染色体末端的DNA重复序列，负责维持染色体的完整性。细胞每分裂一次都要进行DNA复制。由于DNA复制的特性，复制后的一条DNA链会变短一些，而这可能导致细胞周期停滞甚至细胞死亡。

细胞中有多种机制，可以在复制时对DNA链加以保护，使端粒序列的损失降到最低。端粒末端结合的一组特殊蛋白就是其中之一，这些蛋白形成的一种保护性结构被称为端粒蛋白复合体telosome。端粒蛋白复合体能够抑制端粒酶活性，阻碍SIR介导的转录沉默，防止细胞将端粒错认成DNA双链断裂。

研究人员对端粒蛋白复合体进行研究，解析了这一结构的分子组成和生化特性，阐明了该结构的重要功能。他们通过X射线结构分析发现，端粒的重复序列上结合有多个通用转录因子Rap1，该因子与两个蛋白Rif1和Rif2相互作用，形成了更高层次的结构来保护端粒。

研究显示，这些蛋白的作用方式就像魔术贴VELCRO。结合到DNA重复序列上的Rap1分子多达20个，而Rif1和Rif2蛋白负责将这些分子紧密连接在一起。研究人员指出，只有形成这样的高级结构，染色体末端才能受到保护免予降解，从而使细胞不至于死亡。

“在这项研究中，我们揭示了序列重复在端粒稳定性中的作用。研究显示，普通转录因子可以组成功能强大的蛋白支架，维持端粒的内稳态，”Thomä说。“这一新概念可以帮助人们理解，基因组其他区域序列重复的意义，进一步揭示序列重复现象控制基因转录和决定细胞命运的机制。”

 

（生物通编辑：叶予）

生物通推荐原文摘要：

Rif1 and Rif2 Shape Telomere Function and Architecture through Multivalent Rap1 Interactions

Yeast telomeres comprise irregular TG1-3 DNA repeats bound by the general transcription factor Rap1. Rif1 and Rif2, along with Rap1, form the telosome, a protective cap that inhibits telomerase, counteracts SIR-mediated transcriptional silencing, and prevents inadvertent recognition of telomeres as DNA double-strand breaks. We provide a molecular, biochemical, and functional dissection of the protein backbone at the core of the yeast telosome. The X-ray structures of Rif1 and Rif2 bound to the Rap1 C-terminal domain and that of the Rif1 C terminus are presented. Both Rif1 and Rif2 have separable and independent Rap1-binding epitopes, allowing Rap1 binding over large distances (42110 Å). We identify tetramerization (Rif1) and polymerization (Rif2) modules that, in conjunction with the long-range binding, give rise to a higher-order architecture that interlinks Rap1 units. This molecular Velcro relies on Rif1 and Rif2 to recruit and stabilize Rap1 on telomeric arrays and is required for telomere homeostasis in vivo.