加州大學(xué)洛杉磯分校的生化學(xué)家得到了端粒酶組裝所需的關(guān)鍵性蛋白-RNA復(fù)合體結(jié)構(gòu)。端粒酶是一種核糖核蛋白復(fù)合物，對(duì)于癌癥和衰老研究非常重要。研究人員在單細(xì)胞生物四膜蟲(chóng)中發(fā)現(xiàn)，p65蛋白的末端區(qū)域具有一個(gè)彈性尾，能夠使端粒酶RNA主干彎曲成為下一個(gè)蛋白裝配的腳手架。對(duì)這一過(guò)程的了解有助于研究人員對(duì)人類(lèi)和其他生物中類(lèi)似蛋白的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。該文章發(fā)表在Molecular Cell雜志上。單細(xì)胞原生動(dòng)物四膜蟲(chóng)和人類(lèi)的遺傳密碼都儲(chǔ)存在長(zhǎng)鏈DNA包裝而成的染色體中。端粒酶幫助生成端粒，在染色體末端加帽保護(hù)DNA不被降解。端粒隨著細(xì)胞的每次分裂而逐漸縮短，在多次分裂后，被逐步侵蝕只剩下一點(diǎn)的端?？赡芤l(fā)細(xì)胞死亡。

端粒酶活性異常高的細(xì)胞可以不斷重建其染色體保護(hù)帽，使細(xì)胞得以無(wú)限復(fù)制，成為永生細(xì)胞，而就目前看來(lái)這種永生細(xì)胞其實(shí)是一種詛咒。在人類(lèi)絕大多數(shù)細(xì)胞中端粒酶并不是很活躍，因?yàn)橛郎凰赖募?xì)胞對(duì)人體并沒(méi)有好處。隨著細(xì)胞分裂次數(shù)的增加，DNA損傷也在細(xì)胞中累積，而這些DNA損傷會(huì)隨著細(xì)胞分裂被帶入下一代細(xì)胞。

過(guò)于活躍的端粒酶的危害遠(yuǎn)比傳播DNA錯(cuò)誤更大，甚至?xí)?dǎo)致致死性的后果。在癌細(xì)胞中端粒酶尤其活躍，使癌細(xì)胞免于自然衰亡。而尋找在關(guān)閉癌細(xì)胞端粒酶活性的途徑，能幫助阻止癌細(xì)胞增殖。

研究人員認(rèn)為阻斷酶活性，可以靶標(biāo)其活性也可以靶標(biāo)其裝配過(guò)程。而阻斷酶的裝配使其不能形成，這和關(guān)閉酶活性的效果是一樣的。

由于端粒酶與癌癥和衰老相關(guān)，引起了科學(xué)家們廣泛的興趣，而人們對(duì)于這種酶的3D結(jié)構(gòu)和這種酶的形成過(guò)程卻所知甚少。四膜蟲(chóng)的端粒酶催化核心由三部分組成：端粒酶RNA（TER），端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（TERT）和La蛋白家族的p65。

UCLA的這項(xiàng)研究就是旨在分析RNA鏈和蛋白結(jié)合形成端粒酶的過(guò)程。研究人員把研究的重點(diǎn)放在端粒酶的關(guān)鍵組分之一p65蛋白上。

p65蛋白的末端是一個(gè)柔軟的尾部，研究發(fā)現(xiàn)這一彈性尾對(duì)于蛋白功能很重要，能與端粒酶RNA相互作用。研究人員將p65彈性尾剪掉，發(fā)現(xiàn)無(wú)尾的p65不能幫助端粒酶組裝，而使端粒酶組裝嚴(yán)重受阻。

通過(guò)X射線晶體結(jié)構(gòu)和核磁共振波譜分析，研究人員檢測(cè)了p65蛋白結(jié)構(gòu)以及它與端粒酶RNA的互作。研究發(fā)現(xiàn)，裝配時(shí)p65的彈性尾撬開(kāi)RNA雙螺旋鏈，并使RNA彎曲以便結(jié)合端粒酶另一必要組分端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶TERT。

P65蛋白不僅幫助TERT組裝，還在RNA鏈末端附近折疊提供保護(hù)直到端粒酶組裝完成。沒(méi)有這種保護(hù)，裸露的RNA極易被其他酶水解破壞。

p65屬于La-motif蛋白家族，在人類(lèi)和其他多種生物中La-motif蛋白家族都扮演著RNA分子伴侶的角色。這項(xiàng)在低等生物四膜蟲(chóng)中的研究能幫助科學(xué)家更好的理解人體內(nèi)類(lèi)似蛋白的作用。有很多數(shù)據(jù)說(shuō)明蛋白尾對(duì)于RNA結(jié)合很重要，尤其是丙肝病毒RNA。而現(xiàn)在科學(xué)家有望預(yù)測(cè)蛋白與相應(yīng)RNA組裝和相互作用的過(guò)程。

首次發(fā)現(xiàn)端粒酶的科學(xué)家獲得了2009年的諾貝爾獎(jiǎng)，他們的研究也使用了四膜蟲(chóng)這一生長(zhǎng)在淡水中的纖毛小生物。