中南大学特聘教授发表Molecular Cell文章

　　

生物通报道：中南大学湘雅医院，美国匹兹堡大学医学院等处的研究人员发表了题为“Nek7 Protects Telomeres from Oxidative DNA Damage by Phosphorylation and Stabilization of TRF1”的文章，发现了一种能调控端粒完整性的新分子机制：通过Nek7介导TRF1稳定，有效保护端粒免受损伤。这将有助于进一步的了解端粒完整性和稳定性的作用机制。

这一研究成果公布在2月16日的Molecular Cell杂志上，文章的通讯作者分别为中南大学湘雅医院苏冰（Bing Su）教授，以及美国匹兹堡大学蓝力（Li Lan，音译）教授，其中苏教授的研究方向为免疫细胞分化，免疫调控和信号转导等。

哺乳动物细胞中，端粒结合因子（telomere repeat binding factor,TRF)在端粒酶阳性和阴性细胞中的定位以及在细胞周期中的表达中扮演着重要的角色。其中TRF1是保护染色体端粒，维持维持端粒染色质结构和完整性的必要条件。但是如何维持端粒完整性，特别是针对损伤如何做出应答，科学家们仍然知之甚少。

在这篇文章中，研究人员发现了一种名为Nek7的有丝分裂基因（NIMA）激酶Never家族成员，这种蛋白能调控端粒完整性。研究人员发现在端粒出现损伤时，Nek7会被召集到端粒附近，稳定TRF1。如果Nek7发生缺失，就会导致端粒畸变，氧化性端粒DNA损伤后出现持久的γH2AX和53BP1缺陷，增加细胞死亡。

从分子机制上说，研究人员发现Nek7能令TRF1上的Ser114位置磷酸化，并与其相互作用，阻止TRF1与Fbx4（一种Skp1-Cul1-F box E3连接酶亚基）结合，从而减少TRF1的蛋白酶体降解，维持TRF1的稳定。

这些研究数据揭示出了一种通过Nek7介导TRF1稳定，有效保护端粒免受损伤的新分子机制。

TRF1分子也具有其它的功能，如此前的研究表明不论是成体干细胞、胚胎干细胞还是诱导多能干(iPS)细胞，TRF1都可作为它们的一个极好的标记物。研究人员表示，在组织中利用TRF1可以辨别出成体干细胞，且TRF1是这些细胞功能的必要条件。这一研究发现还适用于在组织中鉴别并最终分离出干细胞群，这对于再生医学发展具有重要的意义。

在iPS细胞中，也是同样的情况。作者们解释说，TRF1的表达可作为多能性的一个指标。TRF1表达水平最高的这些iPS细胞具有最高的多能性。此外，研究人员还证实，TRF1对于多能性诱导和维持也至关重要，它抑制了触发DNA损伤反应及凋亡。Nature子刊：细胞重编程的关键基因

（生物通：万纹）

作者简介：

苏冰，中南大学****、讲座教授，长期从事细胞生物学和免疫学研究，曾在Cell，Nature Immunology，Nature genetics, Immunity等国际著名学术杂志上发表论文50多篇，获得NIH等多项科研资助，其 Screening for modulators of MEKK2 andMEKK3的研究获得了国际专利。

原文摘要：

Nek7 Protects Telomeres from Oxidative DNA Damage by Phosphorylation and Stabilization of TRF1

Telomeric repeat binding factor 1 (TRF1) is essential to the maintenance of telomere chromatin structure and integrity. However, how telomere integrity is maintained, especially in response to damage, remains poorly understood. Here, we identify Nek7, a member of the Never in Mitosis Gene A (NIMA) kinase family, as a regulator of telomere integrity. Nek7 is recruited to telomeres and stabilizes TRF1 at telomeres after damage in an ATM activation-dependent manner. Nek7 deficiency leads to telomere aberrations, long-lasting γH2AX and 53BP1 foci, and augmented cell death upon oxidative telomeric DNA damage. Mechanistically, Nek7 interacts with and phosphorylates TRF1 on Ser114, which prevents TRF1 from binding to Fbx4, an Skp1-Cul1-F box E3 ligase subunit, thereby alleviating proteasomal degradation of TRF1, leading to a stable association of TRF1 with Tin2 to form a shelterin complex. Our data reveal a mechanism of efficient protection of telomeres from damage through Nek7-dependent stabilization of TRF1.