1、0基因工程在人類長壽與癌癥中的應用人體的生長主要是細胞的增殖分化,細胞的分裂次數受到端粒的 影響,每分裂一次端粒就縮短一些,因此細胞分裂受限的一個關 鍵因素是端粒的縮短.而負責端粒延伸,補償復制周期中所發生 的端粒的縮短的酶是端粒酶.在缺乏端粒酶活性的細胞中,連續 分裂將導致端粒逐代縮短.當端粒變得太短以至于不能保證染色 體末端的穩定時,細胞將變得不能正常的增值.因此,長壽與端 粒酶活性密切相關 .端粒酶是以RNA為模板合成DNA的逆轉錄酶,是一種核糖核 蛋白,由RNA和蛋白質構成.其RNA組分是端粒序列合成的模板. 不同生物的端粒酶,其RNA模板不同,其合成的端粒序列也不同. 對端粒酶的RN

2、A進展誘變；可在體內合成出與突變 RNA序列相對應的新端粒序列,證實了RNA的模板功能.端粒酶合成端粒的DNA片段 TTAGGG1994年Kim利用端粒重復增值法TRAP檢測了 18種不同 腫瘤組織的100個水生細胞株,其中 98個為端粒酶活性株,而 同時檢測22個正常細胞株那么全為陰性株.其后越來越多的證據也說明在惡性腫瘤細胞中出現了端粒酶的活性.這種端粒酶與惡 性腫瘤的顯著相關性說明,在腫瘤細胞中,端粒酶由于某種原因 被重新激活,維持了染色體末端端粒的長度,使局部腫瘤細胞逃 脫衰老死亡.經研究認為p53是最重要的腫瘤抑制因子,一半以上的人類腫瘤疾病或者缺少p53蛋白,或者在這條基因上發生突

3、變,缺乏p53是人類癌癥中最普遍的改變.野生型p53與SV40T抗原結合,與10bpde DNA位點相結合,通過結合位點激活或抑制 啟動子.在缺乏 p53的后果：靶基因不激活,DNAT增增加,放射性處理后不會停頓,突變的p53亞基阻遏蛋白質功能,其生長不受限制.在人類癌癥細胞中,有些突變使p53失活,或者在其他基因座發生突變從而導致p53的缺失.Mdm2勺存在使p53變得不穩定,Mmd2!也特異地使p53降解,并直接一抑制其反式激活活 性.INK4a-ARF基因座編碼p16,它限制著 RR同時也限制著 p19, 它通過失活Mmd2ff限制著p53,缺少INK4a-ARF基因座是人類癌 癥的一個

4、常見因素.端粒DNA包括非特異性DNAffi由高度重復序列組成的特異 DNA序列.通常是由富含鳥喋吟核甘酸G的短的串聯重復序列組成,伸展到染色體的 3'端.人工合成四膜蟲端粒的重復DNA片段TTGGGG)端.人和/卜鼠的端粒 DNA重序歹I為TTGGGA類端粒 的長度約為15Kb堿基.由于dsDNA在末端復制問題,故 細胞 每 分裂一次約喪失一個崗崎片斷長度的DNA即25100對堿基.端粒酶將自身RNA模板合成的DNA重復序列加在后隨鏈親鏈的3'端,然后再以延長了的親鏈為模板,由DNA!合酶合成子鏈,但是由于復制機制的不完整性或者這不完整性是進化保存的？由此機制來保證細胞的定期

5、衰老和死亡?).端粒還是以一定的速度喪失.端粒酶是一種核蛋白RNP主要由RNA和蛋白質組成.端粒 酶是端粒復制所必須的一種特殊的DNA聚合酶.目前不少生物的 端粒酶RNA已被克隆,但不同種屬之間的核甘酸序列差異很大.四膜蟲的端粒酶 RNA模式板長160200個核甘酸,編碼1.5拷貝 的端粒重復序列.其 4351位序列為CAACCCCAA好編碼一個 GGGGTT鼠同人的端粒酶 RNA基因有65%勺一樣,模板為 8-9個 核甘酸序列,人的端粒酶 RNAhTR由450個核甘酸組.模板區 為CUAACCCUAAO了游仆蟲屬的端粒酶RNAff列,其中包括5'-CAAAACCCCAAA-3莫板序歹

6、I.該模板亦與基端粒重復序列TTTTGGGGn以堿基互補方式合成 RNAff列.研究還認為,端 粒酶RNA中的模板每次與1.5TTTTGGGG重復序列互補,然后 通過模板的滑動,再進展下一次合成.TRF美國約洛克菲勒大學 Susan Smish和T.de Lang的研究 小組在90年代初期,發現第一個與端粒DNAf異結合的蛋白質：端粒重復結合因子 TRF 1和2.其中TRF2對端粒具有保護作用, 而TRF1是端粒長度的負向調節因子.在端粒酶活性的細胞株中, TRF1的過度表達會導致端粒長度的進展性縮短,這一作用是通過阻礙端粒酶與端粒的結合而發揮的,而不是通過限制端粒酶的表 達.Tankyras

7、e在發現TRF1對端粒酶的調控作用后,研究人員推 測可能存在于TRF1結合的蛋白質,由它來調節TRF1的功能.1998 年Smish Setal 研究出來并命名為端錨聚合酶 Tankyrase.在端粒結合蛋白質方面,早在 1986年Gottschling 等即已鑒 定了尖毛蟲屬Oxytricha的相對分子質量為 55000和26000 的端粒結事蛋白質,該蛋白質特異識別和結合尖毛蟲屬的大核白質 PAP1 repressor activator proteinl 是參與端粒長度調節 的一個必須因子,一個RAP1分子平均與18個端粒DN脂列結全, 負反響調節端粒長度.在克隆鑒定了酵母等的端粒酶蛋白

8、質局部的催化亞基的編碼基因后,人端粒酶蛋白質局部的催化亞基編碼基 因也已經被克隆鑒定,命名為hTERThuman Telomerase ReverseTranscriptase 基因.該基因含有一個端粒酶特異基序telomerase-specific motif ,譯48個氨基酸的蛋白質序 列.hTR和hTERT®因的對照表達研究顯示,hTR基因可在增殖力強制胎兒細胞-非永生化的mortal細胞中表達,而 hTERT 基因僅在腫瘤細胞-永生化的immortal細胞中表達.因此 htert基因更顯示出腫瘤特異的診斷和治療潛在應用價值.另外,人乳頭狀病毒HPV能引發人的子宮頸癌.HPV病

9、毒基因組中的癌基因E6,在腫瘤發生中起要作用,它是第一個被發現可以激活端粒酶的癌基因.該基因的表達產物,能在轉錄后 水平調節MYC的表達,隨后再由MYC激活端粒酶.最近又發現人 體內的雌激素estrogen,能與TERT基因啟動子區-2677位 的一個不完全回文構造結合,直接調節TERT基因活性.另外雌二醇也可通過激活 myc基因的表達,間接促進TERT基因的表達, 提升端粒酶的活性.可是即使假設人體具有了端粒酶,長生也是個值得打上問號的問題.由于端粒酶僅僅解決了復制長度的問題,并不能解決DNA復制時的變異問題,當然這有專門的機構來負責.可是這也說明,長生并非如想像中那么簡單,不單單一個端粒酶就能解決研究人員由此看到了誘人的希望,但他們卻不知道,這種控 制細胞衰老過程的方法,最終是否能同樣有效地延緩人體的衰老. 因此,迄今尚無人提議在大家的日常飲食中添加端粒酶.實際上,這種酶也有令人