上海生科院揭示端粒酶蛋白亞基與RNA亞基的相互作用

　　國際學術期刊Nature Structural and Molecular Biology于5月4日在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所/國家蛋白質科學中心·上海(籌)雷鳴研究組的最新研究成果Structural basis for protein-RNA recognition in telomerase，揭示了端粒酶催化蛋白亞基與RNA亞基識別機制在進化上的保守性。

　　端粒是真核生物染色體最末端的區域，雖然不具備編碼蛋白質的功能，但是端粒對染色體的保護功能在基因完整性和細胞生理學其他方面的調節都起著至關重要的作用。與之密切相關的端粒酶是一種自身攜帶RNA模板的逆轉錄酶，在端粒長度平衡的維持中起到重要作用，端粒酶活性的增強將導致細胞的永生化和腫瘤的形成。隨著對端粒相關蛋白、端粒位置效應以及它們與端粒、端粒酶之間相互關系的研究的不斷深入，端粒、端粒酶與衰老和癌癥之間的關系研究也有了新的發現，并在某些相關疾病的治療方面展現出積極的意義。盡管科學家對端粒酶開展了多項研究，但是人們對端粒酶全酶（它是端粒酶復合體的最重要單元）的組裝仍然知之甚少。

　　在該研究中，黃晶博士和同事在雷鳴研究員的指導下，成功解析了來自青鳉（Oryzias latipes）的端粒酶RNA（TR）第4、5保守區域（CR4/5）與端粒酶逆轉錄酶（TERT）TR結合結構域（TRBD）形成復合體的晶體結構。結構顯示CR4/5利用它的兩臂固定在TRBD上，形成了L型的三向連接構象（three-way-junction conformation），CR4/5的序列和構象是這種互作的必要條件。結構和突變分析表明，所觀察到的CR4/5-TRBD識別普遍存在于在大多數的真核生物中。脊椎動物端粒酶RNA中的CR4/5在端粒酶調控中有可能發揮了與四膜蟲端粒酶RNA中莖環IV（stem-loop IV）相似的作用。這是目前相關研究領域關于端粒酶中蛋白-RNA復合物的首次晶體結構報道，其在分子水平上所提供的信息解決了長期困擾人們的端粒酶蛋白亞基與RNA亞基之間是如何相互作用的難題，為治療端粒相關疾病的新型藥物的研發開辟了嶄新的方向。