分子生物学研究所(IMB)和约翰内斯谷登堡大学(JGU)的研究人员进一步揭示了端粒的秘密，端粒是保护染色体末端的帽子。他们发现，一种叫做TERRA的RNA分子有助于确保极短(或破损)的端粒再次得到修复。这项最近发表在细胞杂志上的研究，为细胞衰老和摆脱癌症与衰老提供了新的见解。
端粒保护我们染色体的末端，就像鞋带末端，防止鞋带被解开的塑料帽。在细胞的生命周期中，端粒随着细胞分裂而逐渐变短，因此保护帽的作用越来越小。如果它们太短，那就是遗传物质被破坏，细胞停止分裂的信号。端粒缩短和细胞分裂被认为是衰老的标志，并且可能导致衰老。然而，端粒缩短也是一种对抗癌症的防御机制，因为高增殖细胞只有在端粒不缩短时才会分裂。因此，端粒缩短是一把双刃剑，必须经过严格的监管，才能在衰老和癌症预防之间取得平衡。当一个端粒在细胞的生命周期中不小心被切断时，它需要被稳定住，这样细胞就不会过早衰老。
“在细胞的生命中，你必须在癌症预防和衰老之间找到某种平衡。端粒是两者之间的纽带，所以了解它们的稳定机制非常重要。”Brian Luke说。他是JGU发展生物学和神经生物学研究所的教授，同时也是IMB的兼职主任。
Luke和他的实验室很想了解细胞是如何识别这些缩短和受损的端粒的。此外，他们还想确定哪些因素对于促进短端粒的修复是有重要作用的。这些信息有助于了解细胞为什么会衰老或继续生长。
在他们最近发表在细胞杂志上的论文中，Luke和他的团队已经证明了理解这个问题的关键之一是TERRA。TERRA是一种RNA，它在极短的端粒末端聚集，直接与DNA结合，并向细胞发出信号，使这些端粒能够被修复，从而使细胞能够进行分裂。
“我们已经知道，短端粒在决定细胞衰老的过程中起着关键作用，但我们并不真正了解短端粒的哪些特征是重要的。我们在TERRA上发现的是一个复杂的调节系统，它可以解释细胞是如何识别短端粒的。”Luke说。
这篇文章实际上是Luke实验室两个端粒研究项目的结果。 Diego Bonetti正在研究TERRA在细胞周期中的调控，发现TERRA水平在细胞周期的不同阶段是不同的。同时，Arianna Lockhart和Marco Graf正在调查TERRA在短端的积累。当他们发现周期性TERRA积累的模式在短和长端粒之间是不同的时候，他们知道他们正在得出某个结论，并且参与了此次项目。
他们的联合工作使他们意识到，TERRA实际上在所有端粒积累，但长端粒在蛋白质Rat1和RNase H2的帮助下将其迅速消除。这些蛋白质优先与长端粒结合，并确保TERRA被去除，但它们不存在于极端短端上，这意味着TERRA在极短端粒上可以保留较长时间。这种机制确保随后修复短端粒，这对于细胞生存和保持分裂至关重要。
Luke的工作是在酵母中进行的;然而，在有线性染色体的所有生物中都发现了端粒和TERRA。研究人员希望他们的工作也能适用于人类。他们下一步将在人类细胞中研究这些过程，并研究它们对衰老和癌症的影响。