上海生科院揭示端粒酶蛋白亚基与RNA亚基的相互作用

　　国际学术期刊Nature Structural and Molecular Biology于5月4日在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所/国家蛋白质科学中心·上海(筹)雷鸣研究组的最新研究成果Structural basis for protein-RNA recognition in telomerase，揭示了端粒酶催化蛋白亚基与RNA亚基识别机制在进化上的保守性。

　　端粒是真核生物染色体最末端的区域，虽然不具备编码蛋白质的功能，但是端粒对染色体的保护功能在基因完整性和细胞生理学其他方面的调节都起着至关重要的作用。与之密切相关的端粒酶是一种自身携带RNA模板的逆转录酶，在端粒长度平衡的维持中起到重要作用，端粒酶活性的增强将导致细胞的永生化和肿瘤的形成。随着对端粒相关蛋白、端粒位置效应以及它们与端粒、端粒酶之间相互关系的研究的不断深入，端粒、端粒酶与衰老和癌症之间的关系研究也有了新的发现，并在某些相关疾病的治疗方面展现出积极的意义。尽管科学家对端粒酶开展了多项研究，但是人们对端粒酶全酶（它是端粒酶复合体的最重要单元）的组装仍然知之甚少。

　　在该研究中，黄晶博士和同事在雷鸣研究员的指导下，成功解析了来自青鳉（Oryzias latipes）的端粒酶RNA（TR）第4、5保守区域（CR4/5）与端粒酶逆转录酶（TERT）TR结合结构域（TRBD）形成复合体的晶体结构。结构显示CR4/5利用它的两臂固定在TRBD上，形成了L型的三向连接构象（three-way-junction conformation），CR4/5的序列和构象是这种互作的必要条件。结构和突变分析表明，所观察到的CR4/5-TRBD识别普遍存在于在大多数的真核生物中。脊椎动物端粒酶RNA中的CR4/5在端粒酶调控中有可能发挥了与四膜虫端粒酶RNA中茎环IV（stem-loop IV）相似的作用。这是目前相关研究领域关于端粒酶中蛋白-RNA复合物的首次晶体结构报道，其在分子水平上所提供的信息解决了长期困扰人们的端粒酶蛋白亚基与RNA亚基之间是如何相互作用的难题，为治疗端粒相关疾病的新型药物的研发开辟了崭新的方向。