在染色体的尖端中发现了快速进化的证据

就端粒而言，老鼠比人类更复杂。这是洛克菲勒大学(Rockefeller University)最近的一项研究发现，该研究表明，老鼠体内有两种蛋白质共同完成人类细胞中一种蛋白质的工作。最近发表在《细胞》杂志上的研究结果表明，保护染色体末端的蛋白质复合物的进化速度可能比以前认为的要快得多。

端粒是由重复的DNA和保护层(一种保护性蛋白质复合体)组成，它就像每个染色体末端的帽子。Titia de Lange的实验室已经确定了庇护所的许多组成部分，并研究了这些组成部分如何协同工作，以确保染色体末端不被识别为DNA断裂。

从DE LAGE实验室的先前工作表明，TRF2是与端粒双相部分结合的避难蛋白，对端粒保护至关重要。没有TRF2，端粒激活DNA损伤信号，并通过对DNA断裂的相同途径进行修复。TRF2将第二个避难蛋白，Pot1带到端粒。因为Pot1与染色体的末端存在于染色体末端的单链粒体DNA，因此De Lange Lab询问Pot1如何有助于保护端粒。

“我们之前已经从小鼠细胞中移除了TRF2，并看到了许多显著的表型，”德兰格说，“所有的端粒都结扎在一起;就会产生大规模的DNA损伤反应，细胞基本上会死亡。我们认为，如果TRF2的功能是将POT1带到DNA中，那么如果我们去除POT1，我们应该观察到同样的表型。”

为了确定情况是否如此，论文的第一作者，研究生德克·霍克迈尔(Dirk Hockemeyer)决定从小鼠身上去除POT1基因。人类只有一个POT1基因，所以当德兰格和霍克迈尔在老鼠基因组中发现两个POT1基因时，他们非常惊讶。德兰格说:“这两个基因都广泛表达，而且都在端粒上。”“这两个基因被我们称为POT1a和POT1b，它们在端粒起着不同的作用，对此我们没有任何准备。”

但小鼠显示POT1a和POT1b确实有不同的功能。没有POT1a的细胞表现出大量的DNA损伤反应，而缺失POT1b的细胞没有发生这种反应。相比之下，没有POT1b的细胞端粒结构发生了奇怪的改变，这在移除POT1a时并没有发生。“无论我们在哪里观察，这两种表型都是不同的，”德兰格说。“更极端的是，POT1b基因敲除小鼠活得很好，但POT1a基因敲除小鼠在非常早期的阶段就是胚胎致命的。”

另一个惊喜来自Pot1A / B双敲除鼠标。虽然它具有非常强烈的DNA损伤响应，但类似于细胞缺失TRF2，几乎没有任何染色体末端融合。该结果LED DE LANGE和Hockemeyer意识到，虽然POT1A和B需要从DNA损伤反应保护端粒，但TRF2是防止修理途径所需的。

但这给人类端粒生物学留下了一个有趣的困境，它只有一个POT1基因。人类的POT1基因是否同时具有POT1a和POT1b的功能?第二个POT1蛋白的存在如何影响复合物的其他部分?“我研究了与染色体生物学有关的数百个基因，从老鼠到人类的基因总是一对一的，”德兰格说。“我们知道端粒复合体进化得很快，但我不知道它进化得这么快，甚至在哺乳动物谱系中你也能看到进化中的巨大变化。我们现在在使用啮齿动物系统时必须非常小心，要记住这种差异以及可能存在其他系统的可能性。”

引用：细胞126：63-77（2006年7月14日）

来源:洛克菲勒大学

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