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    美破解端粒酶 有助抗癌防老化

    人類端粒酶(下方)結構圖,端粒酶修補染色體(上方藍色X型)末端的端粒(綠色)。(取自加州大學柏克萊分校網站)

    人類端粒酶(下方)結構圖,端粒酶修補染色體(上方藍色X型)末端的端粒(綠色)。(取自加州大學柏克萊分校網站)

    2018/04/27 06:00

    利用低溫電子顯微鏡技術 解開結構之謎

    〔編譯管淑平/綜合報導〕加州大學柏克萊分校研究人員在「自然」期刊發表研究報告,宣佈完成科學界探索二十年的課題:破解端粒酶(telomerase)的細部結構,研究人員利用低溫電子顯微鏡技術,以甚於過往的高解析度描繪出這種已知在老化、癌症上扮演關鍵角色的酵素結構細節。研究報告指出,這項突破可望帶來延緩或者阻止老化的藥物,以及癌症的新治療方法。

    帶領這項研究的柏克萊加大分子生物學家科林斯(Kathleen Collins)說,這項成果「期待已久」,「我們的發現提供結構體系以便了解人類端粒酶疾病變異,這也代表朝端粒酶相關臨床治療,邁出重要一步」。

    端粒是位於染色體末端的一小段去氧核醣核酸(DNA)序列,如同「保護蓋」保護染色體在細胞分裂時不受到破壞,不過端粒會因細胞分裂而日漸縮短,縮短到一個程度就失去保護作用,隨之造成衰老、增加疾病機率。端粒酶可修補包括人類在內的動、植物染色體端粒,阻止其縮短,但也與癌症有關係。

    端粒酶過度 造成癌細胞滋生

    加州大學聖塔克魯茲分校分子生物學中心教授史東(Michael Stone)說,端粒酶不足可能加速細胞死亡,另一頭的極端就是,過度則會造成癌細胞不受限制的生長,不過早期調控端粒酶表現,即控制其作用「開啟」或「關閉」的研究,都受限於對其結構缺乏完整了解。

    科林斯的團隊利用去年才剛摘下諾貝爾化學獎的低溫電子顯微鏡技術,以前所未有的七到八「埃」(Ångström,等於○.一奈米)解析度,觀察作用中的端粒酶。

    突破性發現 可幫助研發藥物

    報告第一作者阮黃楊(Thi Hoang Duong Nguyen,譯音)說,之前人類端粒酶影像解析度最好的也只有三十埃(約三奈米);他們利用低溫電子顯微鏡能夠得到七到八埃解析度,「當我能看到所有這些(端粒酶)亞單位,總共十一個蛋白質亞單位,那真是『哇、哇』驚嘆時刻,這就是他們如何結合在一起。」

    研究團隊指出,有這些高解析度影像,加上目前對端粒酶基因序列的了解,足以開始思考與端粒酶有關的標靶藥物,例如找出提高端粒酶活動的方法,有助於延緩老化的負面效應,而封鎖其運作又可能有助於對抗癌症。

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