Nature：干细胞的端粒保护机制与众不同

　　

众所周知，端粒是染色体末端的特殊“帽子”结构，作用是保持染色体完整性和控制细胞分裂周期。弗朗西斯•克里克研究所（Francis Crick Institute）的研究人员近日在《Nature》杂志上发表了一项新成果，突出了干细胞与众不同的端粒保护机制。

在健康细胞中，端粒的保护作用非常有效，但随着年龄的增长，端粒逐渐缩短，最终失去了某些保护功能。这会导致我们的健康状况随着年龄的增长而下降。不过，端粒缩短也能够避免肿瘤发展。癌细胞必须突破这层障碍，才能实现无限增殖。

在体细胞内，端粒结合蛋白TRF2发挥着端粒保护作用。它结合并稳定端粒末端的t环（t-loop）结构，从而阻止染色体末端被识别为DNA损伤。在去除TRF2蛋白后，t环无法形成，染色体末端融合在一起，形成意大利面状的染色体，最终杀死细胞。

然而，在这项最新的干细胞研究中，研究人员发现TRF2的端粒保护作用是可有可无的。从小鼠胚胎干细胞中去除TRF2蛋白后，t环继续形成，染色体末端仍然受到保护。这也就是说，即使TRF2不存在，干细胞在很大程度上不会受到影响。

随着胚胎干细胞分化成体细胞，这种独特的末端保护机制却消失了。t环和染色体末端保护都依赖于TRF2。这表明体细胞和干细胞采用完全不同的方式来保护染色体末端。

文章第一作者、DNA双链断裂修复机制实验室的Philip Ruis表示：“现在，我们知道干细胞中t环的形成并不需要TRF2，我们推断肯定有其他因素在起到相同的作用，或这些细胞采用不同的机制来稳定t环。我们也想深入了解。”

研究人员发现，胚胎干细胞中t环的形成不依赖于TRF2，这也说明了为什么在多能性阶段TRF2的保护作用是可有可无的。“从根本上说，我们证明了干细胞以与众不同的方式保护其染色体末端，但仍需要t环，”通讯作者Simon Boulton说。

多年来，人们一直在争论t环本身是否在保护染色体末端上起作用。此次研究有助于平息这场争论。研究人员发现，在带有t环但缺乏TRF2的干细胞中，端粒仍受到保护，这表明t环结构本身具有保护作用。

研究人员表示，更好地了解端粒如何工作，以及它们如何保护染色体末端，这有助于人们深入了解早衰和癌症等过程。未来，他们将继续这项研究工作，深入解析体细胞和干细胞的端粒保护机制。（生物通 薄荷）

原文检索

Ruis, P., Van Ly, D., Borel, V. et al. TRF2-independent chromosome end protection during pluripotency. Nature (2020). https://doi.org/10.1038/s41586-020-2960-y