威斯康星大學麥迪遜分校的新研究表明，對維持染色體穩定性至關重要的蛋白質出現問題可能會導致嚴重的、有時甚至是致命的健康狀況。
該研究最近發表在 科學它為患者和醫生提供了新的蛋白質突變，以便在診斷某些癌症和骨髓疾病時進行檢查。
了解端粒和染色體保護
我們的染色體（存儲我們所有遺傳信息的蛋白質和 DNA 包）依靠端粒來防止損壞。染色體兩端的這些保護帽由重複的 DNA 序列和蛋白質組成。端粒會隨著年齡的增長而自然縮短，但端粒的形成或維持方式受到干擾會降低 DNA 穩定性，從而加速衰老或導致疾病。
威斯康星大學麥迪遜分校生物化學教授 Ci Ji Lim 實驗室的研究人員與該大學化學系的合作者一起，著手鑑定與端粒酶（負責維持端粒的酶）相互作用的蛋白質。這些夥伴蛋白的失敗可能有助於解釋端粒縮短引起的疾病。
“這一系列研究超出了對分子過程的生化理解，”林說，他的工作得到了美國國立衛生研究院的支持。 “它加深了對端粒疾病的臨床理解。”
發現 RPA 在端粒維護中的重要作用
研究生 Sourav Agrawal、研究科學家 Xiuhua Lin 和博士後研究員 Vivek Susveerkar 領導了對可能與端粒酶協同作用的蛋白質的研究。他們使用了 AlphaFold，這是一種機器學習工具，可以預測蛋白質的 3D 結構和蛋白質-蛋白質相互作用。他們的分析強調了一種名為轉錄蛋白 A (RPA) 的分子是通過刺激端粒酶維持端粒的關鍵因素。儘管人們早已知道 RPA 參與 DNA 複製和修復，但其在支持人類健康端粒方面的重要性尚未得到證實。
利用 AlphaFold 的見解，該團隊通過實驗證實 RPA 對於人類激活端粒酶和維持端粒長度是必需的。
對短端粒疾病患者的影響
Lim 指出，這些發現與面臨由端粒縮短引起的致命疾病的人們直接相關，包括再生障礙性貧血、骨髓增生異常綜合徵和急性髓性白血病。
“有些患者患有端粒短疾病，我們以前的知識無法解釋，”林解釋道。 “現在我們對一些短端粒疾病突變的根本原因有了答案：這是 RPA 無法刺激端粒酶的結果。”
全球興趣和新的診斷見解
自這項研究發表以來，來自多個國家的醫生和科學家聯繫了 Lime 和他的團隊，試圖了解患者的疾病是否可能源於乾擾新發現的 RPA 功能的基因突變。
“有來自法國、以色列和澳大利亞的同事與我們聯繫，”林說。 “他們只是想為患者提供短端粒疾病的原因，以便患者及其家人能夠了解正在發生的事情以及原因。” “通過生化分析，我們可以測試患者的突變，看看它是否會影響 RPA 與端粒酶的相互作用，從而讓醫生深入了解患者疾病的可能原因。”
這項研究得到了美國國立衛生研究院（R01GM153806 和 DP2GM150023）、威斯康星大學麥迪遜分校研究副校長辦公室、威斯康星大學校友研究基金會和威斯康星大學麥迪遜分校生物化學系的支持。
