端粒DNA修复小组——时刻准备着！

生物通报道：在细胞进行分裂前，它募集修复DNA损伤的蛋白复合物，以防组成46条染色体的线性DNA链发生不测。今年11月17日Cell一篇文章中，Jan Karlseder博士率领的同一支研究小组对这些修理队停留在染色体末端的原因和作用进行了揭示，并对染色体仍能保持稳定的问题做出了基本回答。

　　

生物通报道：当你拨打119的时候一定希望消防车能够停在自家门口、消防员跳下车立马投入工作，而不是停在大街上去吃油炸圈。

对于细胞是同样道理：在细胞进行分裂前，它募集修复DNA损伤的蛋白复合物，以防组成46条染色体的线性DNA链发生不测。没有修复，吸烟、诱导突变的化学物质和放射导致的损伤可能会传递到子代细胞中。

然而，2005年索尔克研究所生物研究员发现细胞在进行分裂前，一些细胞“救护员”会不可理喻的徜徉于未受损染色体末端——端粒（telomere），与受损DNA链很相似的具有凌乱外表的端粒，似乎在摇动着等待救护的小红旗。

今年11月17日Cell一篇文章中，Jan Karlseder博士率领的同一支研究小组对这些修理队停留在染色体末端的原因和作用进行了揭示，并对染色体仍能保持稳定的问题做出了基本回答。

2005年实验以后，Karlseder说：“我们做出了一种假设：在端粒复制结束后，它们需要经过内在地DNA损伤机制检测，否则它们不能形成一种保护结构（染色体帽）。

新的实验证实了这个假设。检测培养基中的人类细胞的端粒酶和DNA修复蛋白的活性，发现在细胞进行分裂之前，细胞修复蛋白（包括一种叫做9-1-1复合体的蛋白）被募集到DNA链末端。但这些第一个赶到现场的修理队并不是修复这些貌似断裂的东西，而是召集第二个修复蛋白混合物——同源再重组（homologous recombination ，HR）器，产生保护结构。

“这些同源重组器修复DNA复制过程中每一个基因组损伤” 博士后研究员、2005和2006年实验领导人Ramiro Verdun 说。然而对端粒而言，在HR卸载细胞修复队员之前，HR小队似乎已经找到了它们的目的地——在DNA链的末端而不是中间——并改装。“在端粒中，HR小队侵入、停留，” Verdun说“它们采取了另一套机制。”

这种另一套机制是指尽情地吞入粗糙的染色体末端然后形成染色体帽，以隐藏染色体末端防止专门系缚错误DNA链的酶对末端的破坏。面对通用的HR小队，Karlseder表示：“问题再一次变得复杂了，细胞非常聪明。它采取现有的修复损伤成分的长处，在端粒酶中执行的一种特殊的‘修复’功能。”

我们的细胞简直太聪明了！染色体末端错误融合会导致细胞死亡或程序错乱等严重后果。Karlseder 说：“当端粒中的DNA被修复后，染色体重新融合。如果这些细胞分裂，染色体会断裂、基因组变得不稳定，导致癌症。”实际上，由端粒酶（telomerase）指导合成的端粒，主要作用是维持细胞分裂过程中染色体末端的完整性。如果要问端粒酶活性失常可否引发癌症，Karlseder毫不犹豫地给出答案“几乎所有的细胞都有可能。”

实际上，癌细胞中，DNA修复复合体中的许多蛋白都是有缺陷的。“在我们设计的模型中，具有关键作用的蛋白在许多疾病中都发生了突变，” Verdun说，“携带了这些突变的细胞，端粒不再正常，融合、断裂、变短、便长等——总之不正常。”

Verdun说，基础科学的一个任务是弄清正常细胞行为，以期在发生错误时能够修复。“我们关注的是人类正常细胞，不是癌细胞。如果我们不了解正常细胞的工作机制就认识不到癌细胞的错误行为方式。”（生物通记者 子元）