在过去的20年里，科学家们一直在努力了解端粒如何保护染色体末端不被错误地修复和连接在一起，这对我们理解癌症和衰老有着重要的意义。
近日，发表在《自然》杂志上的一篇研究指出，多能干细胞中的端粒与成人体细胞中端粒的保护方式截然不同。该研究的团队共同负责人、悉尼大学医学与健康学院的Tony Cesare副教授谈到“这颠覆了20年来科学家对干细胞如何保护DNA的思考。”
端粒是位于染色体末端的“保护帽”。在成年体细胞中，细胞每分裂一次，端粒就会缩短一点，以至于失去部分保护功能。在健康的细胞中，这会导致人类的体质随着年龄的增长而逐渐下降，而相反在肿瘤细胞的繁殖上，端粒也会对其构成一道保护性的障碍。，这一规律并不适用于多能干细胞，它是存在于发育初期的特殊细胞，不会老化且具有分化成体内所有细胞的潜能。
在成年体细胞中，TRF2蛋白是必不可少的，它能将染色体末端的DNA排列成一个“端粒环（telomere-loop）”结构，起到保护端粒的作用。研究人员从多能干细胞中去除TRF2后发现，染色体末端仍保持正常，端粒环保持不变，细胞正常分裂——这些干细胞基本不受影响。由此可见，在多能干细胞和成人体细胞中，端粒受到不同形式的保护。
这一意外发现对衰老、人类发育、再生医学和癌症的研究具有重大意义。此前，研究人员认为保护DNA的基本机制在所有组织中都是相同的。现在看来却非如此。
“这项研究明确地显示了染色体末端的关键保护元素是端粒DNA环，这很可能解释了为什么端粒长度能够控制衰老——细胞必须拥有足够长的端粒才能形成环状，而随着细胞年龄的增长，这会变得越来越困难。”Cesare副教授说。
Cesare副教授还强调，这一发现对理解干细胞非常重要。“如果多能干细胞中的端粒环规则不同于体细胞，那么我们有理由相信其他的细胞规则可能也存在着差异。这对分子生物学来说是极具价值的，开辟了一种全新的思考干细胞永生的方式，从而应用于对癌症、衰老、胚胎和成人发育以及再生医学的新研究。”
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