Nature：端粒T环的保护特性

Francis Crick研究所的一项最新研究表明，端粒末端的环起着至关重要的保护作用，能防止染色体出现不可挽回的损伤。

这一发现公布在Nature杂志上，解析了端粒末端“t环（t-loops）”的缠绕和展开如何阻止染色体被识别为DNA损伤。这项研究还揭示了如何调节这一过程。

维持线性染色体的一大挑战在于必须防止DNA末端被检测为DNA损伤。这个问题可以通过端粒来解决，端粒是保护染色体末端的非编码DNA特殊结构。科学家们认为端粒可以保护染色体末端的一种方式是采用套索状的t环结构，该结构可将DNA末端掩埋在端粒中并掩盖它，使其不会被检测为DNA损伤。这些环是由染色体末端端粒向后折叠而形成的，可以缠绕或解开。

“虽然现在我们知道端粒在保护DNA和使细胞分裂中起着至关重要的作用，但关于t环的功能和重要性一直存在不确定性。这是我们希望通过这项研究解决的问题，”文章作者，DNA双链断裂修复代谢实验室Panagiotis Kotsantis说。

而这项研究最终发现，在细胞周期的正确阶段缠绕或解开这些t环有多么重要。

如果DNA复制在t环保持缠绕的状态下发生，就会产生问题，因为前进的复制叉与t环碰撞，引发端粒的灾难性损失和染色体末端的破坏。

另一方面，研究人员通过操纵端粒，让t环在整个细胞周期的所有阶段都被不适当地解开，结果发现，染色体的末端已经被掩盖了，被检测为DNA损伤。这第一次表明，t环对于保护染色体末端很重要。

“确保在DNA复制过程中解开这些环，然后在细胞周期的所有其他阶段重新缠绕，这对于阻止染色体受损至关重要。这是一个非常复杂的过程，如果操作出错，后果可能是灾难性的，”文章通讯作者，研究组负责人Simon Boulton解释说。

研究人员还发现了调节这些t环解开和缠绕的机制。当位于t环附近的称为TFR2的端粒结合蛋白发生去磷酸化的化学变化时，它将吸引另一种蛋白RTEL1。被第二个蛋白质吸引后，它就可以解开环状物。相反的情况也存在，当TFR2磷酸化时，它会排斥RTEL1，从而防止在细胞周期复制阶段之外解开环。

“我们的下一步将是研究端粒和t环在干细胞中的功能，因为它们使用不同的保护机制，这意味着如果阻断形成奇怪的环，染色体就不会融合，这里可能存在其它机制”，Simon解释说。