端粒与端粒酶的研究进展综述
端粒与端粒酶的研究进展综述
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摘要：端粒是稳定线性染色体末端的特殊结构，端粒酶可修复细胞分裂过程中不断丢失的末端端粒序列。端粒与端粒酶的存在在细胞的永生化中扮演着重要的角色，是细胞衰老与癌变的重要决定因素。本文综述了端粒与端粒酶目前的研究进展，及其与细胞衰老和肿瘤的关系。
关键词：端粒；端粒酶；肿瘤；细胞衰老
1.端粒与端粒酶
1.1端粒及其功能
端粒( t e l o m e r e )是真核细胞染色体的生理性末端, 由含G量的高DNA序列和相应的蛋白组成，不同生物的端粒各异。端粒广泛存在于真核生物细胞中, 具有特殊的功能：保护染色体末端；防止染色体复制时末端丢失；决定细胞的寿命；固定染色体位置等[1]。
1.2端粒酶及其功能
端粒酶（Telomerase）是一种核蛋白逆转录酶，由小分子RNA和蛋白质组成，能够合成和延伸端粒的核糖核蛋白。端粒酶以自身RNA 为模版，能够逆转录合成具DNA 重复序列的端粒，从而使得端粒延长，保持染色体结构的相对恒定。
近年来，端粒及端粒酶的研究已成为热点。这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒
及粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及肿瘤密切相关。
2.端粒、端粒酶与肿瘤
正常培养的人类成纤维细胞在分裂期间端粒是逐渐缩短的，这些缩短的端粒激活了细胞衰老程序，但是有少数细胞则可以细胞衰老调控机制失控的条件下癌变，此时端粒酶被重新激活以维持癌细胞无限增殖的能力。因此端粒酶的活性有无与强弱与癌症的发生和治疗有着密切的关联。
端粒酶的两个基本组分分别是作为端粒DNA模板合成端粒序列的功能性RNA（hTERC），和具有逆转录酶活性的催化蛋白——人端粒酶逆转录酶基因（hTERT），hTERT的表达与端粒酶活性密切相关是端粒酶活性的限速决定因子[2]。
雷红玮等[3]以荧光定量PCR分析hTERT的mRNA变化水平发现端粒酶的活性能够被JAK抑制剂所抑制，提示了端粒酶的活性激活与抑制依赖于JAK通路。通过调控JAK通路可使端粒酶的活性受到抑制，阻碍癌细胞的永生化，为治疗癌症提供了新的思路。
吴成举等[4]对组织标本中的hTERT进行RT-PCR扩增，检测端粒酶活性的表达，得出端粒酶结构中hTERT表达可以作为评价胃癌的重要指标之一。黄东海等[5]对丙氧鸟苷5-氟尿嘧啶对肺癌细胞的杀伤效果进行了分析指出化疗药物的不同使用剂量hTERT水平之间存在的关系。并得出hTERT可以用来评定肿瘤是否易于复发。
端粒、端粒酶与肿瘤的发生于发展有着密切的关系，所以通过端粒与端粒酶的活性控制、含量检测等手段，可以在肿瘤的提前发现，
更有效的治疗、病情检测和评估中起到非常大的作用。另外端粒与端粒酶为肿瘤的监测及抗癌药物的设计提供了特异性的靶标，能够起到比传统的化疗更有针对性副作用更小的治疗效果。另外，以端粒酶为靶点的抗肿瘤药物成为近年来肿瘤治疗的热点, 端粒酶抑制剂具有高效、特异和广谱性, 可能对晚期和扩散肿瘤也有效,因此具有很好的临床应用前景。
3.端粒酶与细胞衰老
目前的科学研究认为端粒之所以缩短的关键因素是细胞内端粒酶活性的降低或缺失，这导致端粒不能被细胞所识别由此引发细胞的逐渐衰老。
端粒——端粒酶假说认为:正常人体细胞经过有限次的有丝分裂后, 分裂次数即达到Hayflick界限,染色体末端端粒长度缩短到一定程度,细胞进行的有丝分裂不可逆地被阻断在细胞周期G 1 期和G 2/ M 期之间的某个时期, 这时细胞进入了老化期并随后凋亡。如果细胞被病毒感染,或抑癌基因发生突变, 或原癌基因被激活,或DNA 错配修复基因发生突变,或影响了DNA甲基化的程度等，这时细胞可以越过阻断点, 并继续进行有丝分裂。其中有少部分细胞此时激活了体内端粒酶活性,可以维持分裂时细胞染色体长度不再缩短,阻止细胞的衰老，使细胞进入永生化时期。
Sp1是TERT基因转录的激活因子，Hsin I L等发现Sp1过度表达将明显引起hTERT转录的增强[6]，从而调节细胞衰老的过程。杨静茹等发现在衰老的进程中，依赖于p53基因的DNA 损伤信号的重要性，
端粒功能失调会引起p53 基因的表达，进而加速异常组织细胞的衰老或凋亡。端粒极度缩短诱导细胞和组织的改变，这个变化主要集中在p53 抑癌蛋白这一细胞压力传感器上，它可以对癌基因的激活、DNA 损伤信号和缺氧等各种刺激做出反应，起到强制细胞周期停止或使细胞凋亡的作用[7]。
尽管发现了端粒和细胞衰老之间有一定的联系, 但如果想通过人为转入端粒酶到哺乳动物体细胞, 使其寿命可以得到极大的延长,甚至达到永生化,那还需要付出很大努力。端粒和端粒酶作为一个整体,如何在细胞体内发挥生物功能作用, 如何协调部分细
胞衰老和存活,这也是今后研究的重点之一。
4.展望
对于人类衰老与癌症的研究是社会各界的研究热点，也是我们目前迫切想要解决的难题，而想要解决这些问题，对端粒与端粒酶的研究必将是一个重要的节点，通过越来越多学者的研究与探讨相信在不远的未来在人类衰老与癌症的研究上会有很大的突破。
参考文献
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[7]Palm,W. et al. How shelterin protects mammalian telomeres[J]. Annu. Rev. Genet.2008,42,301–334.
端粒及端粒酶的研究进展
生物化学与生物物理进展 PROGRESS IN BIOCHEMISTRY AND BIOPHYSICS 1999年 第26卷 第5期 Vol.26 No.5 1999 端粒及端粒酶的研究进展 任建国 周军 戴尧仁 摘要 端粒是染色体末端独特的蛋白质-DNA结构，在保护染色体的完整性和维持细胞的复制能力方面起着重要的作用.端粒酶则是由RNA和蛋白质亚基组成的、能够延长端粒的一种特殊反转录酶.端粒长度和端粒酶活性的变化与细胞衰老和癌变密切相关.端粒结合蛋白可能通过调节端粒酶的活性来调节端粒长度，进而控制细胞的衰老、永生化和癌变.研制端粒酶的专一性抑制剂在肿瘤治疗方面有着广阔的前景. 关键词 端粒，端粒酶，衰老，永生化，癌变 学科分类号 Q50 Progress in the Studies of Telomere and Telomerase. REN Jian-Guo, ZHOU Jun, DAI Yao-Ren (Department of Biological Science and Biotechnology, Tsinghua University, Beijing 100084, China). Abstract Telomeres are unique DNA-protein complexes at the terminals of chromosomes that play a critical role in protecting chromosomal integrity and in maintaining cellular replicative potential. Telomerase is a specialized reverse transcriptase, composed of both RNA and protein subunits, that elongates telomeric repeats. The changes in telomere length and telomerase activity are closely linked to cell aging and carcinogenesis. Telomere binding-protein may regulate telomere length by regulating telomerase activity, and then control cell aging, immortalization and carcinogenesis.The development of specific telomerase inhibitors will have broad prospect in the aspect of tumor therapy. Key words telomere, telomerase, aging, immortalization,carcinogenesis 近年来，有关端粒及端粒酶的研究异常活跃，许多新的结构和功能的发现使之成为生物学和医学关注的热点.本文拟对端粒及端粒酶的最新进展予以阐述. 1 端粒(telomere) 端粒是真核细胞内染色体末端的蛋白质-DNA结构，其功能是完成染色体末端的复制，防止染色体免遭融合、重组和降解［1～3］.从单细胞的有机体到高等的动植物，端粒的结构和功能都很保守. 1.1 端粒DNA
端粒和端粒酶的研究及应用
端粒和端粒酶的研究及应用 2005-4-11 https://www.sodocs.net/doc/834016392.html, 来源：丁香园 10:56:00 摘要：古往今来，“长生不老”成为人们一直追求的梦想，曾经有多少人用各种方法来延缓衰老，但终未取得显著效果。近年来研究证实，端粒缩短导致衰老。本文就端粒、端粒酶与衰老的关系做一综述。 关键词：端粒、端粒酶、衰老 最早观察染色体末端的科学家始于19世纪末期，Rabl[1]在1885年注意到染色体上所有的末端都处于细胞核的一侧。20世纪30年代，两个著名的遗传学家McClintock B [2]和Muller HJ [3]发现了染色体的末端可维持染色体的稳定性和完整性。Muller将它定义为“telomere”，这是由希腊词根“末端”（telos）及“部分”（meros）组成的。30多年前，Hayflick[4]首次提出将体外培养的正常人成纤维细胞的“有限复制力”作为细胞衰老的表征。在此过程中，细胞群中的大部分细胞经历了一定次数的分裂后便停止了，但它们并没有死亡，仍保持着代谢活性，只是在基因表达方式上有一定的改变。于是Hayflick猜测细胞内有一个限制细胞
分裂次数的“钟”，后来通过细胞核移植实验发现，这种“钟”在细胞核的染色体末端——端粒。但端粒究竟是怎样的复杂结构呢？Blackburn和Gall[5] 于1978年首次阐明了四膜虫rDNA分子的末端结构，他们发现这种rDNA每条链的末端均含有大量的重复片段，并且这些大量重复的片段多是由富含G、C的脱氧核苷酸形成的简单序列串联而成。在1985年，CW?Greider和EH?Blackburn发现将一段单链的末端寡聚核苷酸加至四膜虫的提取物中后，端粒的长度延长了，这就说明了确实有这样的一种酶存在[6]，并将它命名为“端粒酶”（telomerase）。之后，耶鲁大学Morin 于1989年在人宫颈癌细胞中也发现了人端粒酶[7] 。近年来，随着人体端粒酶的发现和端粒学说的提出，已经知道决定细胞衰老的“生物钟”就是染色体末端的端粒DNA，它可随着年龄的增长而缩短。 一、衰老机理及假说 许多人错误的认为，退休是一个人进入生理老年的开端。而老年则是衰老的标志，其实，这是不科学的。人体的所有器官和组织都由细胞组成，但组成器官和组织的细胞有两大类，即干细胞和非干细胞。人体衰老正是由细胞特别是干细胞衰老引起的。医学家认为，如果人类若能避免一些疾患和意外事故，人类寿命的上限应当是130岁。在人类基因组计划之前和进行之中，对长寿的分子生物学研究就有了许多显著的成果与发现。总的归纳起来便是：衰老是一种多基因的复合调控过程，表现为染色体端粒长度的改变、DNA损伤（包括单链和双链的断裂）、DNA的甲基化和细胞的氧化损害等。这些因素的综合作用，才造成了寿命的长短。
石斑鱼饲养饲料营养技术知识
石斑鱼营养与饲料研究 海洋与渔业信息 石斑鱼种类较多，全世界约１００多种，属暖水性中下层的肉食性鱼类，栖息于潮流缓慢、透明度不大的岩礁和珊瑚丛海区，为海水网箱养殖的主要品种之一。国内石斑鱼的养殖主要集中在广东、广西、福建、浙江和海南五省区的沿海。 目前，石斑鱼营养需求的研究较多，但配合饲料的开发利用仍然处于起步阶段。我国养殖石斑鱼主要是投喂冰鲜小杂鱼，也有个别饲料厂在尝试石斑鱼饲料的生产和推广，但基本上并不能在整个养殖过程全部使用配合饲料，这与养殖观念有关，更重要的是配合饲料本身存在着营养的全面性、诱食性、促生长及抗病防病能力等问题。本文综述了现有石斑鱼营养与饲料的研究资料，希望能为解决目前海水养殖石斑鱼人工配合饲料问题，减少饲料资源的浪费及其对海水养殖区域环境污染，促进海水养殖健康持续发展提供参考依据。 １石斑鱼肌肉氨基酸组成分析 肌肉必需氨基酸组成模式的研究在鱼类营养学和人工配合饲料设计上有着重要意义。张本等分析了花点石斑鱼Ｅ．ｍａｃｕｌａｔｕｓ、青石斑鱼（Ｅ．ａｗｏａｒａ）、鲑点石斑鱼Ｅ．ｆａｒｉｏ、蜂巢石斑鱼Ｅ．ｍｅｒｒａ、黑边石斑鱼Ｅ．ｆａｓｃｉ
ａｔｕｓ和巨石斑鱼Ｅ．ｔａｕｖｉｎａ的肌肉中氨基酸组成。石斑鱼氨基酸总含量、必需氨基酸含量和鲜味氨基酸含量均较高。氨基酸组成与种间和分布海域间的差异不大，但存在月际及随体长的增长而变化的现象。天然与养殖石斑鱼氨基酸组成也有一定差异。石斑鱼必需氨基酸含量间的比值相对稳定，综合得出了石斑鱼的必需氨基酸的组成模式，并将此组成模式作为石斑鱼配合饲料氨基酸平衡的依据，应用于其所配制的配合饲料，进行Ｅ．ｍａｃｕｌａｔｕｓ的喂养实验，初步显示了一定的效果。陈学豪等报道了养殖的赤点石斑鱼肌肉中氨基酸总量为７３３．５ｍｇ／ｇ，必需氨基酸总量为４０４．１ｍｇ／ｇ，鲜味氨基酸含量为３２６．４ｍｇ／ｇ，均低于野生鱼。 ２蛋白质和氨基酸需求 庄建隆和刘擎华报道了投喂以白鱼粉为主要蛋白源制成的６组不同蛋白质的饲料，体重１．５ｇ的Ｅ．ｓａｌｍｏｎｉｄｅｓ以蛋白质含量最高（５４．０６％）组饲料的生长速度及饲料效率最好。虽然各组饲料间的生长率差异并不明显，但蛋白质含量过低或投喂量不足时，会引起互相残杀，从而导致存活率下降。网箱养殖的Ｅ．ｓａｌｍｏｎｉｄｅｓ，其蛋白质最适需求量为４０％～５０％。 陈学豪等探讨了投喂不同蛋白质含量的配合饲料对赤点石斑鱼生长的影响，得出配合饲料中蛋白质含量为４９．５２％时增重率、体
端粒酶的研究现状及进展
人体衰老的钥匙--端粒酶的研究现状及进展 摘要：端粒酶是基本的核蛋白逆转录酶，可将端粒DNA加至真核细胞染色体末端。端粒在不同物种细胞中对于保持染色体稳定性和细胞活性有重要作用，端粒酶能延长缩短的端粒（缩短的端粒其细胞复制能力受限），从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。 端粒酶的存在，算是把 DNA 克隆机制的缺陷填补起来，藉由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂克隆的次数增加。 但是，在正常人体细胞中，端粒酶的活性受到相当严密的调控，只有在造血细胞、干细胞和生殖细胞，这些必须不断分裂克隆的细胞之中，才可以侦测到具有活性的端粒酶。当细胞分化成熟后，必须负责身体中各种不同组织的需求，各司其职，于是，端粒酶的活性就会渐渐的消失对细胞来说，本身是否能持续分裂克隆下去并不重要，而是分化成熟的细胞将背负更重大的使命，就是让组织器官运作，使生命延续，但不是永续，这种世代交替的轮回即是造物者对于生命设计的巧思。 关键词:端粒酶；研究现状；进展 1 发展概况 科学家们在寻找导致细胞死亡的基因时，发现了一种叫科学家们在寻找导致细胞死亡的基因时，发现了一种叫端粒的存在于染色体顶端的物质。端粒本身没有任何密码功能，它就像一顶高帽子置于染色体头上。在新细胞中，细胞每分裂一次，染色体顶端的端粒就缩短一次，当端粒不能再缩短时，细胞就无法继续分裂了。这时候细胞也就到了普遍认为的分裂100次的极限并开始死亡。因此，端粒被科学家们视为“生命时钟”。 科学家由此又开始研究精子和癌细胞内的染色体端粒是如何长时间不被缩短的原因。1984年，分子生物学家在对单细胞生物进行研究后，发现了一种能维持端粒长度的端粒酶，并揭示了它在人体内的奇特作用：除了人类生殖细胞和部分体细胞外，端粒酶几乎对其他所有细胞不起作用，但它却能维持癌细胞端粒的长度，使其无限制扩增。
端粒与端粒酶
端粒是真核生物染色体末端的DNA重复片段，由许多个短的富含G重复序列组成的3撇端。并突出于另一条DNA链的5撇端，和许多蛋白质构成。这些重复序列并不含有遗传信息，形态上，染色体DNA末端膨大成粒状。像两顶帽子盖在了染色体的两端，作为染色体末端的保护帽。 端粒存在戴帽和非戴帽两种状态，戴帽状态是端粒的功能状态。细胞可以继续分裂；非戴帽状态会引发细胞周期的阻滞。在正常的细胞分裂时，端粒可以在两种状态间变换，随着细胞分裂的继续，越来越多的细胞粒处于非戴帽状态，继而出现衰老与细胞死亡。 端粒的功能是完成染色体末端的复制，防止染色体相互融合、重组和降解，维持染色体的完整性。端粒的DNA序列既有高度的保守性又有种属的特异性。在生物体内，正常体细胞端粒的长度是有限的，随着细胞的持续分裂，端粒就会缓慢缩短，当端粒再也无法保护染色体免受伤害时，细胞就会停止分裂，或者变得不稳定。因此，生物体细胞分裂的次数是有限的。端粒的长度决定了细胞的寿命，所以端粒又被称为“生命的时钟”。 端粒酶的主要成分是RNA和蛋白质，即核糖核酸蛋白质复合体。是端粒重复序列延伸的反转录DNA聚合酶。真核细胞染色体末端DNA的复制不是由DNA聚合酶完成的，而是由端粒酶催化合成的。以其自身RNA组分为模板，并且RNA上含有引物特异识别位点。蛋白质具有催化活性，以端粒3撇端为引物，通过反复延伸与移位，又反复地将重复片段加到突出的3撇端上，而互补的富含C的延伸像后随链那样复制，未补偿由去除引物引起的末端缩短。因此在端粒的保护中，端粒酶起着至关重要的作用。但端粒的延长并非只有端粒酶一种途径，而是存在端粒酶依赖和非端粒酶依赖两种。 人端粒酶结构主要包括3部分：端粒酶RNA(hTR);端粒酶催化亚单位（hTERT）和端粒相关蛋白质（TPI/TLPI） 人体细胞中端粒酶合成和延长端粒的作用是在胚胎发育过程中完成的，当胚胎发育完成后，端粒酶活性在大多数组织中消失，除生殖细胞、造血干细胞以及外周淋巴细胞的等少数几种细胞外。由此认为胚胎期获得的端粒应以足够维系人体的整个生命过程中因细胞分裂所致的端粒缩短。端粒酶活性阳性细胞中的hTERT基因突变或沉默则细胞端粒酶活性消失。在端粒酶活性阴性的细胞中导入编码的hTERT基因，则可以重建细胞的端粒酶活性，结果细胞的端粒增长，寿命延长，老化过程延缓，甚至出现永生化现象。 目前认为，细胞的衰老是由端粒的丢失引起的，而端粒的丢失又与端粒酶的活性有关，人体细胞内端粒酶活性的缺失导致端粒缩短，这种缩短使得端粒最终不能被细胞识别，端粒一旦短于“关键长度”，就很有可能导致染色体双链断裂，使细胞进入M1期死亡状态。随着端粒的进一步丢失，将导致进一步的危机，即M2期死亡状态。当几千个端粒DNA丢失后，细胞就会停止分裂进入衰老状态。 新进研究显示引起细胞衰老的原因与端粒的长度无关，而与以下几个因素有关：端粒的位置效应、DNA损伤信号以及端粒富含G的3撇末端突出的缺失。 端粒和端粒酶的发现也是有关人体衰老、癌症和干细胞等研究的谜题拼图中重要的一片，次发现使我们对细胞的理解增加了新的维度，清楚地显示了疾病的机理，并将促使我们开发出潜在的新的疗法。尽管已有越来越多的有关端粒与端粒酶的研究成果，但这一领域仍然存在着不少有待解决的问题等待着人类去探索去认知。
端粒与端粒酶——衰老与疾病的预测因子
端粒与端粒酶——衰老与疾病的预测因子 生工食品学院食品科学与营养系章宇0010141 摘要：端粒和端粒酶是现代生命科学领域研究的热点，端粒封闭了染色体的末端并维持了染色体的稳定性，端粒缺失会引起染色体融合并导致细胞的衰老及死亡。端粒酶的活化可延长染色体末端DNA，维持基因组的稳定，并且端粒酶活性的异常表达又会引起细胞永生化或转化成癌细胞。由于端粒和端粒酶在细胞分裂中有其独特的作用，因此对端粒及端粒酶结构和功能研究，有助于阐明细胞衰老和恶变的机制，对抗衰老及肿瘤的诊断、治疗都具有重要的理论和实际价值。关键词：端粒；端粒酶；衰老；预测因子 1 诺贝尔奖获奖成果——端粒和端粒酶是如何保护染色体的 人的生老病死，这或许是生命最为简洁的概括，但其中却蕴藏了无穷无尽的奥秘。2009年10月5日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家伊丽莎白·布莱克本（Elizabeth H. Blackburn）、卡罗尔·格雷德（Carol W. Greider）和杰克·绍斯塔克（Jack W. Szostak），以表彰他们发现“染色体是如何被端粒和端粒酶保护的”。这3位科学家的发现“解决了一个生物学重要课题, 即染色体在细胞分裂过程中是怎样实现完全复制, 同时还能受到保护且不发生降解”，由此可能揭开了人类衰老和罹患肿瘤等严重疾病的奥秘。 2 端粒、端粒酶的结构与功能 70年代末，Blackburn和Gall首次阐明四膜虫rDNA分子的末端结构，现在人们已经明确端粒是真核细胞线形染色体末端的具有高度保守的重复核苷酸序列和蛋白质的复合体[1]。人类端粒DNA 由基本序列单元TTAGGG反复串联而成，不具有编码任何蛋白质功能，进化上高度保守[2]。端粒像帽子一样扣在染色体的两端，维护着染色体的完整性和稳定性，作用是防止染色体被降解、融合和重组，从而保证了遗传信息的完整性，使遗传信息在细胞分裂时能够完全复制，使后代细胞准确获得完整的遗传信息。 端粒酶是目前发现的唯一由RNA和蛋白质构成的核糖核蛋白酶，能够以自
端粒与端粒酶的研究进展
端粒与端粒酶的研究进展 【摘要】研究显示，端粒酶活性被激活，可维护端粒的长度，细胞将会延缓衰老，避免癌变。此外，端粒酶的发现还在理论上丰富和发展了分子肿瘤学，据研究显示90％的人体肿瘤与端粒酶相关，若我们通过端粒酶活性的检测，提前预知肿瘤的发生，从而提前预防和治疗，或者若我们能使癌细胞中的端粒酶再度“休眠”，恶性肿瘤就会停止生长，以此来治疗癌症。 【关键字】端粒端粒酶肿瘤癌症衰老染色体 1.端粒和端粒酶的概述 2009年，美国的三位科学家Elizabeth H·Blackburn、Carol W·Greider和Jack W·Szostak发表了题为“端粒和端粒酶是如何保护染色体的”而共同获得诺贝尔生理学或医学奖。也是从这一重大研究成果开始，端粒和端粒酶的研究为人类衰老和肿瘤带来了福音。 端粒是真核细胞染色体末端的帽子样的结构，它具有稳定染色体末端结构，防止染色体DNA降解和末端融合，保护染色体结构基因，调节正常细胞生长等作用。同种生物不同组织的细胞，甚至相同组织的不同细胞由于处于不同的生命时相，端粒的长度也不一样。由此可发现端粒的长度跟细胞的寿命、衰老与死亡有密切关系，所以端粒的长度被称为“生命时钟”【1】。 端粒酶(telomerase)是一种以自身RNA为模板，将端粒DNA合成至染色体的核糖核蛋白复合物(ribonucleoprotein，RNP)。端粒长度的维持需要端粒酶的激活。所以端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。端粒酶的活性存在于人的生殖细胞、肿瘤细胞、永生化细胞系和再生性组织中，一般情况下酶的活性处于抑制状态，只有当端粒体受到损伤的时候，端粒酶才被激活。 由于端粒和端粒酶对肿瘤和癌症的发生有很大关系，所以近年来，端粒和端粒酶的研究也比较多，且主要是在妇产科学、基础医学、心血管疾病、泌尿科学、外科学等方面，其中端粒酶与肿瘤形成关系的研究占总文献比例最大【2】。 2.端粒和端粒酶的结构 端粒是存在于染色体3＇末端的特殊部位，通常由一些简单重复的序列组成。不同种类的细胞端粒重复序列不同，大多长约5-8bp。人类的端粒序列由5 ＇
光唇鱼的综述
文献综述 （2015届本科）题目：光唇鱼的研究进展综述 学院：专业：班级：水产与生命学院水族科学与技术11级水族1班 学号：1118119 姓名：王乐乐 指导教师：孙大川 二O一五年五月
光唇鱼的研究进展综述 1.前言 光唇鱼，俗称“石斑鱼”，是山区重要的野生渔业资源，光唇鱼喜栖息于石砾底质、水清流急之河溪中，常以下颌发达之角质层铲食石块上的苔藓及藻类。每年6-8月在浅水急流中产卵。主要分布于上海、江苏、安徽、浙江、福建、台湾等地的溪流中。该鱼肉质细嫩，味道鲜美，深受大众喜爱。近年来，由于环境变化、人为滥捕等因素的影响，其野生资源不断减少，对保持自然水域生物资源多样性产生严重的负面影响。 近年来，为实现光唇鱼的人工保护与开发，各地纷纷开展人工繁养殖技术研究和人工增殖放流探索，也取得了一定成效。杭州市水产技术推广总站在调查杭州地区光唇鱼种群分布、自然生长特性、资源现状等条件的基础上，开展了亲鱼培育、流水诱导自然产卵、人工催产授精、人工孵化、苗种培育和池塘流水式养殖等技术研究，经多年实践努力，总结出一套适用于杭州山区溪涧开展光唇鱼人工繁养殖技术，制定了杭州市地方标准《光唇鱼池塘养殖技术规范[1]。 光唇鱼作为山区渔业的优质品种，人工养殖效益好，具有良好的发展前景，在修复与维护山区自然生态环境的同时，也为促进本地区光唇鱼的资源保护和合理开发，打造生态渔业起到积极作用。 光唇鱼是一种极具特色的养殖品种，即适合在库叉、溪流或河道放养，也适于在山塘及养鳗场等人工养殖，也可作为游钓、观赏鱼开发，是一种非常有开发前景的经济鱼类。据相关资料阁报道，目前光唇鱼属已知种和亚种共有21个。在系统分类方面，吴秀鸿等于1981年在武夷山自然保护区境内鉴定出光唇鱼的新种；赵俊等嘲通过形态学特征、解剖学及同工酶表型的分析的方法，研究了厚唇光唇鱼A．1abiatus和侧条光唇鱼A．p0rallens的差别，发现地理隔离是这两种光唇鱼形成的主要原因；其后赵俊等于1997年在湖南吉首采集得到鲤科鱼类1新种，并将其命名为吉首光唇鱼．ishouensis sp．nOV王莉等同利用线粒体ND4基因序列研究了光唇鱼的系统发育特征。唐安华等对云南光唇鱼的胚胎及胚后发育做了细致的研究。此外，张玉明等对光唇鱼的人工繁殖技术进行了研究。迄今为止，对光唇鱼详细的药物耐受性致死实验药物指标的实验鲜有报道[2]。 2.光唇鱼的品种及介绍
端粒和端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖
端粒和端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖 引言－到底是"谁"得诺奖了？ 2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了UCSF（加州大学旧金山分校）的Elizabeth Blackburn（简称Liz），Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学）的Carol Greider（简称Carol），以及Howard Medical School（哈佛医学院）的Jack Szostak。诺贝尔奖主页上介绍她/他们获奖的原因是揭示了"how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase"（染色体是如何被端粒和端粒酶保护的），这样描 述是非常专业的。当然更多的公众媒体为了吸引眼球，会用"Aging Research Wins Nobel Prize"（衰老研究摘 取诺贝尔奖）的标题，这颇有误导之嫌。"揭开衰老与癌症的奥秘"，这样的标题更是耸人听闻，偏离这个诺贝 尔奖的用意了。 不可否认端粒和端粒酶的发现能获得诺贝尔奖，是因为它跟衰老和癌症的潜在关系获得了更多公众的关注。但 是迄今为止它只是衰老和癌症的correlator（相关者），勉强算得上indicator（指示者），还远不是causer （引起者）。当年发现衰老的细胞端粒变短之后，人们兴奋地以为找到了衰老的"时钟"，揭开了衰老的奥秘。 但是事实上端粒在生理条件下并不是细胞衰老的"瓶颈"，细胞或机体的衰老是其它原因导致的老化。小鼠的端 粒是比较长的，如果把小鼠的端粒酶RNA亚基敲除，它能活得很自在，并不会早衰，生殖力也正常。那也就是 说在当代的小鼠中，端粒缩短并不是小鼠衰老的原因。这样的小鼠可以一直传6代。当然越到后来，端粒越短，染色体也开始融合[1]。癌细胞的增殖需要端粒的不断复制，但是我们知道端粒酶激活只是癌细胞发生中比较重 要的一环，但远不是唯一的一环。端粒酶固然是治疗癌症的一个潜在靶标，但是癌细胞也能通过recombination （遗传重组）延长端粒，逃脱对端粒酶的依赖[2]。 所以，不能说是"衰老或癌症"的研究得诺奖了，它跟cell cycle（细胞周期）的研究得诺奖一样，更多的是对 细胞基本功能的重要研究的肯定。而这个研究的进程中贯穿着"发现现象/问题"-"提出概念/模型"-"实验验证" 的思路，整个过程就像相继解开一个个puzzle（智力谜团）一样有趣，充满了思想的光辉。"Nobel Prize in Medicine Awarded for Cracking DNA Puzzle"（诺贝尔医学奖授予解开DNA谜团"的研究"），这样的标题最为 精准。换个角度，我们不妨说是解"puzzle"得了诺奖。 相关链接：2009年诺贝尔生理学或医学奖揭晓 染色体DNA的两个难题以及端粒概念的提出 20世纪70年代初，对DNA聚合酶特性的深入了解引申出了一个染色体的复制问题。DNA聚合酶在复制DNA的时 候必须要有引物来起始，而且它的酶活性具有方向性，只能沿着DNA5'到3'的方向合成。染色体复制之初可以 由小RNA作为引物起始合成，之后细胞的修复机器启动，DNA聚合酶能够以反链DNA为模板，以之前合成的DNA 为引物，合成新的DNA取代染色体中间的RNA引物。但是线性染色体最末端的RNA引物因为没有另外的引物起始，没有办法被DNA取代。所以线性染色体DNA每复制一轮，RNA引物降解后末端都将缩短一个RNA引物的长度
石斑鱼繁殖生物学和人工繁殖技术研究现状_雷从改
第23卷第3期海南大学学报自然科学版Vol.23No.3 2005年9月NATURAL SCIENCE JOU RNAL OF HAINAN UNIVERSITY Sep.2005文章编号:1004-1729(2005)03-0288-05 石斑鱼繁殖生物学和人工繁殖技术研究现状 雷从改,尹绍武,陈国华 (海南大学海洋学院,海南海口570228) 摘要:就石斑鱼繁殖生物学特征以及人工繁育研究的现状进行了综述,并提出了当前人工繁 育研究中存在的问题. 关键词:石斑鱼;繁殖;人工育苗 中图分类号:S965.334文献标识码:A 石斑鱼(Epinephelus)属鲈形目(Perciformes)、鲈亚目(Percoidei)、鱼旨科(Serranidae).石斑鱼具有许多优良性状,如肉质鲜美、体色好、适合活体运输等,一些种类因生长速度快、对环境的适应能力相对强,适合人工养殖.随着石斑鱼自然资源减少,人工养殖石斑鱼越来越受到重视.近10多年来,我国南方沿海的石斑鱼养殖发展很快,苗种供应渐显不足,为了解决苗种不足的问题,许多学者竞相开展石斑鱼人工繁殖技术研究,因而石斑鱼的繁殖生物学研究也倍受关注. 1繁殖生物学研究 1.1雌雄区别和性转变石斑鱼与许多鱼旨科鱼类一样,属雌雄同体(Hermaphrodite)、雌性先熟(Protogyny)型,从发生性分化开始,先表现为雌性性别,长到一定大小即发生性转变,成为雄性.并且,不同种类发生性转变的年龄不同.福建沿海的赤点石斑鱼(E.akaara)初次性成熟年龄多数为3龄,体长231~295m m,体质量(体重)245~685g,个别为2龄(体长181~235mm);从雌性转变为雄性的性转变年龄一般为6龄(雄鱼占57.5%),体长340~400mm,体质量960~1700 g,个别为5龄(雄鱼只占7.2%),体长312~355m m[1~3].浙江北部沿海青石斑鱼(E.awoara)体长250~340mm时,雄鱼仅占总个体数的6%~23%,350m m时,雄鱼占50%左右,370mm 时,雄鱼占85%以上,420mm以上者几乎全是雄鱼[4].南海巨石斑鱼(E.tauvina)成熟雌鱼最小体长为450~540mm,而有成熟精巢的雄鱼最小体长是740mm;体质量11kg以上,体长660 ~720mm者性腺在转变之中,同时具有卵巢和精巢组织[5].香港的赤点石斑鱼体质量500g者为成熟雌鱼,1000g以上者为雄鱼[6].海南海水网箱养殖的点带石斑鱼E.malabaricus(Bloch& Schneider)3~4龄绝大多数为雌性,极少见到自然转性的雄鱼[7]. 雌雄性石斑鱼的识别,可从肛门、生殖孔和排尿孔的形态变化来区别.雌鱼腹部有3个孔,从前至后依次为肛门、生殖孔和排尿孔,雄鱼只有肛门和泌尿生殖孔2个孔.另外还可以从个体大小加以区别.南海巨石斑鱼成熟雌鱼最小体长为450~540mm,而有成熟精巢的雄鱼最小体长是740mm[5].鞍带石斑鱼在产卵前1个月,雄鱼的体侧背面转变成黑褐色,腹部发白,呈深 收稿日期:2005-01-05 基金项目:国家科技部农业科技成果转化资金项目(02EFN214601172)和海南省自然科学基金项目(80411) 作者简介:雷从改(1978-),女,河北石家庄人,海南大学海洋学院2003级硕士研究生.
circrna与癌症最全癌症相关circrna明星分子总结
circrna与癌症最全癌症相关circrna明星分子总结 BioWorld前不久推送过一篇LncRNA明星分子的总结，受到大家的热烈欢迎，LncRNA与癌症：最全LncRNA明星分子总结。 此次BioWorld做了与癌症相关的circRNA明星分子的总结。关于circRNA，点击右边查看：circRNA：环状RNA的前世今生以及临床研究思路。对circRNA的介绍很详尽。2017 年8月，丹麦奥胡斯大学的LS Kristensen等人在Oncogene 杂志发表题为：Circular RNAs in cancer: opportunities and challenges in the field 的综述文章（图1），总结分析了与癌症相关的circRNAs。图1circRNA的剪接模式 图2--circRNA的剪接模式circRNA在癌症中的潜在作用 a.miRNA海绵或诱捕物miRNAs是几乎所有人类癌症的发病机制中的重要参与者。因此，circRNAs作为miRNA的活性调节剂可能参与癌症。迄今为止只有少数circRNAs与单个miRNA的多个结合位点被发现。因此大多数circRNAs可能有除调节miRNA外的其他的功能。越来越多的circRNAs被证实在癌症中具有miRNA抑制功能。 b.影响剪接和转录外显子-内含子circRNAs已被证明与RNA聚合酶II通过U1 snRNP作用，增强其母基因的转录。许多基因的剪接和转录也可以通过正向剪接和反向剪接之间的竞争间接调控。这可
能是影响circRNA和典型线性剪接之间平衡的一大未知因素。c.蛋白支架对酶与底物结合基序的circRNAs可以作为支架促进共定位和反应动力学。d.蛋白海绵或诱捕物和RNA结合蛋白结合，从而调节它们的活性。e.翻译功能一些内源性circRNAs含有AUG位点和IRES，但目前对于circRNAs在体内进行翻译的证据有限。已经表明一些circRNAs在一定的条件下会在某些组织中翻译，但这种关联性尚未在癌症中显现。 图3--circRNA在癌症中的潜在作用 与癌症密切相关的circRNAs和他们可能的功能图4--与癌症相关的circRNAs
2021年环状RNA在心血管疾病中的研究进展(全文)
2021年环状RNA在心血管疾病中的研究进展（全文） 心血管疾病（CVD）在世界上是人类的主要杀手，也是导致我国居民死亡的主要非传染性疾病之一。我国目前有冠心病患者约1100万人，每年行冠状动脉（冠脉）介入的患者已超过50万例，而且冠心病的发病率和致死率正呈持续上升趋势，给我国经济和社会的持续发展带来沉重负担。冠心病的发生是环境和遗传因素共同作用的结果，是一系列基因异常表达导致的复杂病理生理过程。 血管发生病变是引起冠心病发生和死亡的主要原因，内皮功能障碍是引起血管疾病的关键因素，而增殖、迁移和平滑肌细胞的表型转换是血管疾病发生的进一步标志。炎症细胞通过释放分泌的生长因子和细胞因子，以及对损伤永久反应的细胞间的相互作用进而加重血管疾病的发生。在经典的基因表达模型（中心法则）中，由基因组所编码的基因脚本以RNA 分子的形式表达于每一个细胞中，每一个RNA分子由线性的化学"碱基"串联组成。人类基因组计划产生的大量数据显示，人体中具有编码蛋白质功能的基因仅占总基因组序列的1％，其余的序列转录产物均为不具有蛋白质编码功能的RNA，经典中心法则中对RNA的定义正逐渐被完善。近年来，非编码RNA（non－codingRNA，ncRNA）已成为分子生物学领域的研究热点。最近的研究发现，非编码RNA作为表观遗传学的重要内容，在基因表达调控、细胞生长发育、疾病发生发展中发挥了重要作用。
研究发现，非编码RNA与血脂异常、动脉粥样硬化、血栓形成、心力衰竭等心血管疾病关系密切，不仅可作为疾病的生物学标志，还有可能作为分子靶向药物用于疾病的治疗[1－3]。非编码RNA包括微小RNA （microRNA，miRNA），长度大于200nt的长链非编码RNA（long non －coding RNA，lncRNA），以及环状RNA（circular RNA，circRNA），一种通过反向剪接形成的环形lncRNA的特殊亚型[4]。科学家们在装满古怪RNA的匣子中看到最新的玩意：天然生成的环状RNA分子影响了基因表达。 环状RNA是一类广泛且多样地存在于哺乳动物细胞中，具有调控基因表达作用的内源性非编码RNA。目前研究表明，circRNA在心肌细胞的分化过程，起到十分关键的作用，并在许多心血管疾病中扮演重要的角色[5]。最近几年关于circRNA的研究有许多进展，本文从以下几方面对circRNA进行综述。 一、环状RNA的发现和特征 （一）环状RNA的发现 越来越多的研究发现，遗传因素和表观遗传学因素对心血管疾病的进展有着重要影响。目前，非编码RNA已成为研究心血管疾病及相关异常
端粒酶的研究进展
端粒酶的研究进展 【摘要】20世纪30年代Muller发现了保持染色体稳定的端粒结构，1985年Greider和Blackburn在四膜虫细胞提取物中发现了端粒酶，并证实端粒酶具有维持端粒长度的功能。1989年Morin等人在宫颈癌Hela细胞发现活化的人端粒酶，从此 对端粒酶的研究便不断深入，本文对端粒酶的研究进展综述如下。 【关键词】端粒酶结构活性调节肿瘤问题与展望 1 端粒酶的结构 1985年Shampay等[1]将四膜虫端粒DNA转入酵母细胞，发现酵母端粒序列与之相连并延长，因此他们假设生物体内存在一种物质，能将特异末端序列转移至外源DNA上。后来Greider、Blackburn等人在四膜虫细胞核提取物中首先发现并纯化了这种物质，证实该物质就是端粒酶[2]，它具有端粒特异性末端转移酶的活性，它的活性不依赖于α-DNA聚合酶和DNA模板而使端粒序列自我复制[3]。 体内实验表明，端粒酶合成端粒DNA包括四个步骤：1)富含G 的3'-overhang作为引物与端粒酶RNA中的端粒互补序列相互识别、碱基互补配对；2)端粒酶RNA 作为模板，在底物dNTP 参与下，按5'→3'方向合成一个新的端粒重复序列，使染色体3'末端得以延长；3)端粒酶的转位。端粒酶RNA模板与染色体末端配对解开，重新定位于新合成的端粒重复序列的3'末端，并重复步骤2)的聚合反应；4)互补链的合成。目前一般认为是以新合成的端粒重复序列为模板，在DNA聚合酶作用下完成。上述几个步骤循环重复，则可合成很多个端粒重复序列，使端粒得以延长。 对许多生物的端粒酶RNA组分研究发现：1)端粒酶RNA的一级结构不太相同；2)在纤毛虫中端粒酶RNAs有一个保守的二级结构。最近人们在纤毛虫的端粒酶RNA中发现一种“假结”的保守结构，而且该结构在体内是和TERT装配在一起的，这样就形成了端粒酶RNA的主要结构元件，而且具有明显的定位功能。在哺乳动物和酵母中端粒酶的RNAs都明显较长，分别为450和1300个核苷酸，酵母中的多数多余的序列是功能所不必需的。在四膜虫中端粒酶RNA仅159nt即足以维持酶的活性，哺乳动物需要更长RNA的原因仍不太清楚。检测酵母及哺乳动物中较长的RNA 是否与纤毛虫的二级结构中的组份相同还需要在表现型上进行 分析比较，所以，在酵母和哺乳动物中是否存在普遍保守的结构元件，现在还不清楚[4]。研究表明，在所有的端粒酶RNA中都发现在模板5'端上游2nt位点上有保守序列。与模板5'端相关的保守位点使人们想到这个区域决定了模板的边界。当这个区域的序列和位置都发生改变并在体外重构时，酶模板的边界也发生改变。这些实验提示保守序列代表蛋白结合位点或阻断RNA模板活性位点延伸的功能性RNA素。纤毛虫RNAs模板上游的该保守序列在哺乳动物和酵母端粒酶RNAs中并不保守，提示这些酶可能利用不同的序列或机制来定义模板
端粒与端粒酶的研究进展综述
端粒与端粒酶的研究进展综述 作者：专业：遗传学学号： 摘要：端粒是稳定线性染色体末端的特殊结构，端粒酶可修复细胞分裂过程中不断丢失的末端端粒序列。端粒与端粒酶的存在在细胞的永生化中扮演着重要的角色，是细胞衰老与癌变的重要决定因素。本文综述了端粒与端粒酶目前的研究进展，及其与细胞衰老和肿瘤的关系。 关键词：端粒；端粒酶；肿瘤；细胞衰老 1.端粒与端粒酶 1.1端粒及其功能 端粒( t e l o m e r e )是真核细胞染色体的生理性末端, 由含G量的高DNA序列和相应的蛋白组成，不同生物的端粒各异。端粒广泛存在于真核生物细胞中, 具有特殊的功能：保护染色体末端；防止染色体复制时末端丢失；决定细胞的寿命；固定染色体位置等[1]。 1.2端粒酶及其功能 端粒酶（Telomerase）是一种核蛋白逆转录酶，由小分子RNA和蛋白质组成，能够合成和延伸端粒的核糖核蛋白。端粒酶以自身RNA 为模版，能够逆转录合成具DNA 重复序列的端粒，从而使得端粒延长，保持染色体结构的相对恒定。 近年来，端粒及端粒酶的研究已成为热点。这不仅因为它们具有维持生物遗传信息稳定、调控细胞生命周期的重要功能，还由于端粒
及粒酶的行为异常与多种人类肿瘤及肿瘤密切相关。 2.端粒、端粒酶与肿瘤 正常培养的人类成纤维细胞在分裂期间端粒是逐渐缩短的，这些缩短的端粒激活了细胞衰老程序，但是有少数细胞则可以细胞衰老调控机制失控的条件下癌变，此时端粒酶被重新激活以维持癌细胞无限增殖的能力。因此端粒酶的活性有无与强弱与癌症的发生和治疗有着密切的关联。 端粒酶的两个基本组分分别是作为端粒DNA模板合成端粒序列的功能性RNA（hTERC），和具有逆转录酶活性的催化蛋白——人端粒酶逆转录酶基因（hTERT），hTERT的表达与端粒酶活性密切相关是端粒酶活性的限速决定因子[2]。 雷红玮等[3]以荧光定量PCR分析hTERT的mRNA变化水平发现端粒酶的活性能够被JAK抑制剂所抑制，提示了端粒酶的活性激活与抑制依赖于JAK通路。通过调控JAK通路可使端粒酶的活性受到抑制，阻碍癌细胞的永生化，为治疗癌症提供了新的思路。 吴成举等[4]对组织标本中的hTERT进行RT-PCR扩增，检测端粒酶活性的表达，得出端粒酶结构中hTERT表达可以作为评价胃癌的重要指标之一。黄东海等[5]对丙氧鸟苷5-氟尿嘧啶对肺癌细胞的杀伤效果进行了分析指出化疗药物的不同使用剂量hTERT水平之间存在的关系。并得出hTERT可以用来评定肿瘤是否易于复发。 端粒、端粒酶与肿瘤的发生于发展有着密切的关系，所以通过端粒与端粒酶的活性控制、含量检测等手段，可以在肿瘤的提前发现，
端粒和端粒酶的发现历程资料
资料1 解读诺贝尔医学奖：什么是端粒和端粒酶 近日，诺贝尔基金会宣布，将2009年诺贝尔生理学或医学奖授予因发现端粒和端粒酶如何保护染色体的三位学者。 什么是端粒和端粒酶呢？ 端粒是真核生物染色体线性DNA分子末端的结构。形态学上，染色体DNA末端膨大成粒状，像两顶帽子那样盖在染色体两端，因而得名。在某些情况下，染色体可以断裂，这时，染色体断端之间会发生融合，或者断端被酶降解。但正常染色体不会整体地互相融合，也不会在末端出现遗传信息的丢失(被降解之类)。可见端粒在维持染色体和DNA复制的完整性有重要作用。 真核生物双螺旋DNA双链复制时，会有一小段DNA引物连接在复制的起始部位，在合成酶的作用下，在引物后依次连接上A、T、C、G(脱氧核苷)，形成新的DNA链。复制完成后，最早出现的起始端引物会被降解，留下的空隙没法填补，这样细胞染色体DNA将面临复制一次就缩短一些的问题。这种缩短的情况在某些低等生物的特殊生活条件下可以观察到，但却是特例。事实上，染色体虽经多次复制，却不会越来越短。早期的研究者们曾假定有一种过渡性的环状结构来帮助染色体末端复制的完成，但后来却一直未能证实这种环状结构的存在。 20世纪80年代中期，科学家们发现了端粒酶。当DNA复制终止时，端粒酶的作用下，通过端粒的依赖模版的复制，可以补偿由去除引物引起的末端缩短，因此在端粒的保持过程中，端粒酶至关重要。 随着细胞分裂次数的增加，端粒的长度是在逐渐缩短的，当端粒变得不能再短时，细胞不再分裂，而会死亡。并且发现，体细胞端粒长度大大短于生殖细胞，胚胎细胞的端粒也长于成年细胞。科学家发现，至少可以认为在细胞水平的老化，和端粒酶的活性下降有关。 因此，有人希望能把端粒酶注入衰老细胞中，延长端粒长度，使细胞年轻化，或者是给老人注射类似端粒酶的制剂，延长老者的端粒长度，达到返老还童的目的。但生物整体的老化，是一个非常复杂的问题，端粒的长度只是决定衰老的一个因素，因此端粒酶抗衰老，目前只具理论价值，连动物实验都很少，更别说应用于人了。 不过，端粒的缩短，的确和很多疾病有关。许多研究发现，基因突变、肿瘤形成时，人体的端粒可表现出缺失、融合或序列缩短等现象。而且，在一些癌症细胞中，端粒酶活性增高，它与端粒之间有某种联系，所以这些癌细胞可以分裂很多次。某些特定的癌细胞，如果可以阻止端粒酶，端粒就会变短，癌细胞就会死亡。所以深入研究端粒和端粒酶的变化，是目前肿瘤研究中的一个新领域。 资料2 端粒和端粒酶的研究 摘要：自端粒和端粒酶发现以来，就一直成为科技工作者的研究热点。端粒具有保护染色体的功能，同时也是端粒酶的底物，解决DNA复制的末端隐缩，保证染色体的完全复制。而端粒酶具有对端粒的延伸作用，使之处于一种不断伸缩的动态平衡中，端粒酶也可以修复断裂的染色体末端。端粒和端粒酶的存在保证了染色体或基因组的稳定性，与细胞的正常分裂有关。最近的研究表明端粒和端粒酶与人的衰老、癌症有重
端粒与端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖
端粒与端粒酶的发现历程——记诺贝尔生理学或医学奖 本文是基于个人理解来整理的端粒和端粒酶的发现历史，因为知识时间有限，其中必有偏差和谬误的地方，关键之处还是以 原始文献为主。本人之所以赶这趟诺贝尔奖热，花大量的时间进行文献阅读和整理，是因为它提供了一次极好的向公众传播 科学思想的机会。由于端粒和端粒酶领域的一系列发现贯穿着"发现现象/问题"-"提出概念/模型"-"实验验证"的思路，重现这个思路对科学工作者是有启发意义的。本文也提供了一个很好的教学案例。 引言－到底是"谁"得诺奖了？ 2009年诺贝尔生理学或医学奖授予了UCSF（加州大学旧金山分校）的Elizabeth Blackburn（简称Liz），Johns Hopkins University（约翰霍普金斯大学）的Carol Greider（简称Carol），以及Howard Medical School （哈佛医学院）的Jack Szostak。诺贝尔奖主页上介绍她/他们获奖的原因是揭示了"how chromosomes are protected by telomeres and the enzyme telomerase"（染色体是如何被端粒和端粒酶保护的），这样描述是非常专业的。当然更多的公众媒体为了吸引眼球，会用"Aging Research Wins Nobel Prize"（衰老研究 摘取诺贝尔奖）的标题，这颇有误导之嫌。"揭开衰老与癌症的奥秘"，这样的标题更是耸人听闻，偏离这 个诺贝尔奖的用意了。 不可否认端粒和端粒酶的发现能获得诺贝尔奖，是因为它跟衰老和癌症的潜在关系获得了更多公众的关注。但是迄今为止它只是衰老和癌症的correlator（相关者），勉强算得上indicator（指示者），还远不是causer （引起者）。当年发现衰老的细胞端粒变短之后，人们兴奋地以为找到了衰老的"时钟"，揭开了衰老的奥秘。但是事实上端粒在生理条件下并不是细胞衰老的" 瓶颈"，细胞或机体的衰老是其它原因导致的老化。小鼠的端粒是比较长的，如果把小鼠的端粒酶RNA亚基敲除，它能活得很自在，并不会早衰，生殖力也 正常。那也就是说在当代的小鼠中，端粒缩短并不是小鼠衰老的原因。这样的小鼠可以一直传6代。当然越到后来，端粒越短，染色体也开始融合[1]。癌细胞的增殖需要端粒的不断复制，但是我们知道端粒酶激活只是癌细胞发生中比较重要的一环，但远不是唯一的一环。端粒酶固然是治疗癌症的一个潜在靶标，但是癌细胞也能通过recombination（遗传重组）延长端粒，逃脱对端粒酶的依赖[2]。 所以，不能说是"衰老或癌症"的研究得诺奖了，它跟cell cycle（细胞周期）的研究得诺奖一样，更多的是对细胞基本功能的重要研究的肯定。而这个研究的进程中贯穿着"发现现象/问题"-"提出概念/模型"-"实验验证"的思路，整个过程就像相继解开一个个puzzle（智力谜团）一样有趣，充满了思想的光辉。"Nobel Prize in Medicine Awarded for Cracking DNA Puzzle"（诺贝尔医学奖授予解开DNA谜团"的研究"），这样的标题最为精准。换个角度，我们不妨说是解"puzzle"得了诺奖。 染色体DNA的两个难题以及端粒概念的提出 20世纪70年代初，对DNA聚合酶特性的深入了解引申出了一个染色体的复制问题。DNA聚合酶在复制DNA的时候必须要有引物来起始，而且它的酶活性具有方向性，只能沿着DNA5'到3'的方向合成。染色 体复制之初可以由小RNA作为引物起始合成，之后细胞的修复机器启动，DNA聚合酶能够以反链DNA 为模板，以之前合成的DNA为引物，合成新的DNA取代染色体中间的RNA引物。但是线性染色体最末 端的RNA引物因为没有另外的引物起始，没有办法被DNA取代。所以线性染色体DNA每复制一轮，RNA 引物降解后末端都将缩短一个RNA引物的长度（图一）。尽管这个引物不长，但是细胞千千万万代地不 断复制，如果不进行补偿，染色体不断缩短，最终就会消失。James Watson（因为发现DNA双螺旋结 构获得诺奖）最早就明确指出了这个"末端隐缩问题"，并猜想染色体也许可以通过在复制前联体（染色体 末端跟末端连起来）的方式来解决末端复制的问题[3]。