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NEW 朴大灿教授研究组发现控制细胞老化计时器的新方法
- 2021-03-17
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2021-02-19
我校和首尔大学共同研究组发现了控制细胞老化计时器的新方法。还发现了被称为"细胞分裂计时器"的端粒重新组合的事例，这将成为解开细胞老化秘密的线索。
由我校的朴大灿教授（生命科学系，研究生院分子科学技术学系）和首尔大学李俊浩教授作为教授共同进行的此次研究，刊登在自然科学领域的世界级学术杂志《Nature Communications, IF=12.121)》2月17日刊上。我校研究生院分子科学技术系的金多恩学生作为共同作者参与了此次活动。
相关论文的题目是《胚胎干细胞中不是端粒序列而是由序列组成的端粒(Telomeres reforged with non-telomeric sequences in mouse embryonic stem cells)。
构成我们身体的细胞分裂增殖，维持生命现象。但是细胞是不能无限分裂的，在分裂过程中会有一部分的遗传信息消失。
端粒是染色体末端的保护结构，在细胞分裂时起到代替遗传信息消失的保护膜作用。端粒长度缩短到一定水平以下时，细胞就会进入停止分裂的细胞老化状态。但是，生殖细胞、干细胞、癌细胞等活跃分裂的细胞使用名为"端粒酶"的酶，维持端粒的长度，具有无限的分裂能力。
因此，为了能让细胞发挥正常功能，调节端粒的长度和分裂数量非常重要。特别是对端粒维持机电的正确理解，是无副作用的抗癌战略、延缓衰老的理论基础。
在一些癌细胞中发现了名为"替代性端粒维持机典(ALT, Alternative Lengthening of Telomeres)"的、不使用端粒酶维持端粒的机典。但是人类癌细胞的情况，即使使用ALT，也只是报告了具有一般反复序列的端粒的事例。
研究组在哺乳类模型中首次确认了不是以显示这种一般反复序列的端粒，而是以具有其他结构的形态重新组合的事例，并取得了成功。在端粒酶不活性的小鼠胚胎干细胞培养中，有一部分细胞激活了ALT，恢复了正常的分裂速度。当时的ALT细胞不是单纯反复序列，而是其独特的序列被放大。
朴大灿教授的研究小组将这一技术命名为"mtalt（mouse template for ALT）"，通过这一技术，找到了人类癌细胞中存在另一种形态的端粒的可能性。
另外，研究组为了追踪ALT的实际运作过程，在端粒长度正常的细胞、处于老化状态的细胞、ALT活跃后的细胞等多种时点的老鼠胚胎干细胞上，利用了遗传体、转录体、单一细胞转录体、蛋白质体分析等多种混合技术。 通过这些成功查明ALT细胞的分子特征。
研究组表示:"通过此次研究，人类癌细胞中有可能存在另一种形态的端粒"，"端粒的概念不是由染色体末端的反复序列结构和端粒酶构成的单纯公式，而是扩大为保护染色体末端的多种机电的总称，做出了贡献。"
此次研究由科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的新进研究者支援事业、中坚研究者支援事业支援完成。
细胞分裂导致的端粒变化和ALT机电活性说明模型
（注：本文出现的所有人名均系音译）