隨著染色體繩索的復(fù)制，它的兩端會(huì)遭到磨損。然而由于染色體的末端有著額外的細(xì)繩，磨損不會(huì)觸及重要信息所在的繩索主體部分。這一額外的細(xì)繩被稱作為“端粒”。隨著時(shí)間的推移及經(jīng)歷多輪復(fù)制，這一端粒細(xì)繩會(huì)分解直至染色體喪失它的保護(hù)末端，這種“磨損”觸及繩索，破壞染色體導(dǎo)致了細(xì)胞死亡。

這樣當(dāng)然好——*終細(xì)胞就該死亡。如果沒有細(xì)胞死亡，細(xì)胞就會(huì)永生，細(xì)胞永生就會(huì)發(fā)生癌癥。癌細(xì)胞通過以與端粒降解一樣快的速度來構(gòu)建它們以此抵消端粒分解。癌細(xì)胞是通過用端粒酶來填補(bǔ)端粒做到這一點(diǎn)的。大致說來，當(dāng)端粒酶找到并附著于端粒上時(shí)，它會(huì)添加一段重復(fù)DNA序列到已經(jīng)存在的重復(fù)DNA序列上，延長端粒，增加染色體的保護(hù)末端。

腫瘤學(xué)家和癌癥研究人員希望，端粒酶不會(huì)做這件事。沒有這種不斷的端粒修復(fù)，染色體將*終降解，癌細(xì)胞死亡。沒有端粒酶與端粒之間的這種互作，癌細(xì)胞將喪命。

由諾獎(jiǎng)得主、科羅拉多大學(xué)癌癥中心研究員、BioFrontiers研究所主任Thomas Cech博士領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究，利用CRISPR基因編輯技術(shù)和活細(xì)胞、單分子顯微鏡**次實(shí)時(shí)觀察了端粒酶和端粒之間的這種至關(guān)重要的互作。研究結(jié)果發(fā)布在《細(xì)胞》（Cell）雜志上。

Cech和共同作者、Damon Runyon癌癥基金會(huì)博士后研究人員Jens Schmidt及研究員Arthur Zaug一起看到：端粒酶擴(kuò)散遍布整個(gè)細(xì)胞核，撞擊一些東西。端粒酶和端粒都不常見于細(xì)胞核中，但有時(shí)候碰巧前者會(huì)撞擊后者。但端粒酶附著在端粒的中部沒 有什么好處。為了保護(hù)染色體，端粒酶必須附著在這一繩索的末端。如果端粒酶擊中端粒的中部，它很快會(huì)解離并再度嘗試。Cech和同事們將這稱作為“探 查”。只有探查導(dǎo)致直接擊中了端粒末端，端粒酶才會(huì)附著和停留。

Cech說：“這就像通過旅游網(wǎng)站TripAdvisor尋找你想待的地方。你調(diào)查不同的酒店，*終找到了具有你想要的所有特點(diǎn)的一家。”

Cech稱這一機(jī)制“可能是一個(gè)*小的機(jī)器在細(xì)胞核復(fù)雜的景觀內(nèi)找到非常罕見著陸點(diǎn)*簡單的方法。”

想想看：端粒酶均勻擴(kuò)散遍布細(xì)胞核。當(dāng)它碰巧擊中端粒上的任何地方時(shí)，它會(huì)短暫地粘附，由此提高端粒附近端粒酶的濃度，提高端粒酶碰巧擊中它可以安全附著的位點(diǎn)——端粒末端的機(jī)會(huì)。

該研究小組采用CRISPR DNA基因編輯技術(shù)將一個(gè)密碼子插入到生成端粒酶的基因中使得這一過程可見。插入的密碼子生成了熒光蛋白，其附著在端粒酶上。隨后研究小組利用所謂的納米顯微鏡看到了這種熒光蛋白。

“對于我來說，驚人吃驚的事情是三年前不可能做到任何一件事。在生物學(xué)中事物的發(fā)展是多么的迅速，”Cech說。

Cech指出，這一CRISPR輔助的納米顯微鏡技術(shù)將有可能被端粒領(lǐng)域以外的科學(xué)家們所利用。他也希望這一特異的研究發(fā)現(xiàn)將幫助篩查抗端粒酶藥物。

“現(xiàn)在我們沒有一種*好的端粒酶抑制劑。我們不知道我們**代的藥物干擾了哪個(gè)步驟，因此我們不知道如何優(yōu)化這些候選藥物的抗癌效應(yīng)，”Cech說。一種藥物可以阻止端粒酶的組裝嗎？它能阻止端粒酶靠近端粒嗎？它阻止了探查過程？還是它阻止了端粒酶找到端粒末端？

“了解一種藥物在何處阻斷了端粒酶延長端粒的能力，將對各種癌癥具有廣泛的應(yīng)用，”Cech說。

總所周知，染色體末端的“帽子”——端粒，猶如一道防護(hù)屏障，保護(hù)著染色體。*近，西班牙國家癌癥研究中心（CNIO）由Maria A. Blasco領(lǐng)導(dǎo)的端粒和端粒酶研究組發(fā)現(xiàn)，盡管端粒有著特別緊湊的結(jié)構(gòu)，很難進(jìn)入，但是它們能轉(zhuǎn)錄像其他DNA這樣的信息。從這個(gè)過程所產(chǎn)生的RNA叫 做TERRA，它們的功能對于保護(hù)端粒這些防護(hù)結(jié)構(gòu)，是至關(guān)重要的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Communications》雜志。

端粒酶，一種自然存在于人體中的酶，是已知*接近“細(xì)胞長生不老藥”的物質(zhì)。在發(fā)表于2016年5月NEJM的一項(xiàng)研究中，巴西和美國的研究人員證 實(shí)性激素可以刺激這種酶的生成。他們在罹患與端粒酶編碼基因突變相關(guān)的一些遺傳疾病，如再生障礙性貧血和肺纖維化患者中測試了這一策略。作者們說，這些結(jié) 果表明這種方法可以對抗端粒酶缺陷造成的機(jī)體損傷。

神經(jīng)母細(xì)胞瘤是一種外周神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤，它是*常見的兒童癌癥形式之一。在某些患者中，這些腫瘤可在未接受任何治療的情況下完全消退，而在另一些患者 中即便采用高度強(qiáng)效的治療也無法阻止這一疾病。來自科隆大學(xué)和德國癌癥研究中心(DKFZ)的科學(xué)家們現(xiàn)在闡明了這一疾病臨床病程中這些差異的潛在遺傳原 因。他們發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)*具侵襲性的腫瘤中編碼一個(gè)端粒酶亞基的基因高度活化。端粒酶可延伸染色體末端，由此使得細(xì)胞近乎永生。研究人員將研究結(jié)果發(fā)布在 2015年10月的Nature雜志上。