研究揭示细胞如何控制端粒酶

染色体的自然末端看起来惊人地像断裂的DNA，就像断裂的意大利面条链很难与完整的对应物区分开来一样。然而，我们身体中的每一个细胞都必须有区分两者的方法，因为保护染色体健康末端的最佳方法恰好也是修复受损DNA的最糟糕方法

考虑一下端粒酶，它负责维持染色体自然末端的保护性端粒。如果端粒酶用端粒封闭断裂的DNA链，它将阻止断裂的进一步修复并删除重要基因

现在，《科学》杂志上的一项新研究描述了细胞如何避免这种事故。这些发现表明，端粒酶确实可以横冲直撞，将端粒添加到受损的DNA中，如果没有ATR激酶（一种对DNA损伤做出反应的关键酶），端粒酶也会这样做

洛克菲勒大学Leon Hess教授Titia de Lange说：“端粒酶是一件好事，因为它可以维持我们的端粒，但它只应该作用于染色体的自然末端。如果它作用于双链DNA断裂，那就非常糟糕了，因为它会导致断裂远端的所有基因丢失。”。“端粒酶的这种有害方面受到ATR激酶的抑制，ATR激酶在其众多人才中也阻止了端粒酶。”

这一发现可能有助于优化CRISPR技术，并可能为癌症的研究提供信息

在没有适当控制的情况下，端粒酶可以作用于受损的DNA的最早迹象之一出现在1990年，当时《自然》杂志的一项研究报道，患有α-地中海贫血的人的DNA末端断裂，并添加了端粒DNA。但端粒酶是否是造成这种无赖端粒的罪魁祸首，以及健康细胞是如何阻止这种情况发生的，仍不清楚。Charles Kinzig是de Lange实验室的一名医学博士/博士生，他在文献中搜寻了类似的病例，并着手确定端粒酶是否是罪魁祸首。在确定端粒酶是新端粒形成的驱动因素后，Kinzig开始询问各种分子途径，以确定在正常情况下是什么阻止端粒酶干扰DNA修复。他最终发现，破坏ATR激酶信号会增加新端粒的形成，并证明当ATR在DNA断裂时被激活时，它可以防止端粒酶破坏修复

这些发现对参与CRISPR基因编辑的研究人员和临床医生具有直接意义。Kinzig及其同事发现，端粒酶可以将端粒DNA添加到CRISPR编辑过程中产生的DNA末端。这可能导致端粒DNA的插入或在CRISPR编辑的目的位点形成端粒。德兰格说：“CRISPR领域现在意识到了这一点，可以采取措施防止这种不必要的结果。”

从长远来看，实验室计划重点研究这些发现与癌症的关系。端粒酶在大多数人类癌症中都被激活，人们认为这有助于癌症维持端粒，有效地使其不朽。Kinzig和de Lange推测，新端粒的形成可能使癌症能够耐受产生染色体断裂的过程，例如BRCA1的缺陷。德兰格说：“我们现在正在测试新肾小球的形成是否确实有助于细胞应对困扰癌症细胞的基因组不稳定。”。“我们拭目以待。还有很多东西要学。”

与此同时，金泽正在完成他的医学训练，为下一步做准备