Teixeira, M. T. et al. Telomere length homeostasis is achieved via a switch between telomerase-extendible and -nonextendible states. Cell117, 323–335 (2004) | | | |
FURTHER READING Vega, L. R. et al. Getting to the end: telomerase access in yeast and humans. Nature Rev. Mol. Cell Biol.4, 948–959 (2003) | | | |
WEB SITE
Is telomere-length control a matter of elongation efficiency, with the telomerase enzyme being recruited to all telomeres but having increased activity on shorter telomeres? Or does telomerase act on a subset of telomeres, its recruitment being dependent on telomere length? In Cell, Joachim Lingner and colleagues now provide evidence for the latter model.
Для изучения механизмов гомеостаза длины теломер Lingner и др. разработали систему для измерения одиночных событий элонгации теломер in vivo. Они использовали линию Saccharomyces cerevisiae, дефицитную по telomerase и повторно вносили энзим путём скрещивания с линией дикого типа. Теломеры из оригинальной негативной по telomerase линии, затем амплифицировали с помощью PCR, клонировали и секвенировали. Дрожжевая telomerase продуцирует нерегулярные теломерные последовательности ДНК, которых достаточно, чтобы отличать индивидуальные события элонгации теломер одно от др.
Измеряя элонгацию теломер в ходе одиночного клеточного цикла, авт. показали, что в течение одного клеточного цикла удлинняется менее 40% теломер. Это указывает на то, что гомеостаз длины теломер не регулируется с помощью ферментативной активности telomerase, как предполагалось согласно первой модели.
Когда Lingner и др. сравнили степень элонгации теломер с длиной теломер, то они установили, что увеличение длины теломеры чрезвычайно изменчиво и не зависит от исходной длины теломер. Но когда они отсортировали теломеры в соответствии с их длиной и нанесли на график средние дины теломер по отношению к частотам элонгации, то обнаружилась достоверная корреляция. Фактически самые короткие теломеры подвергались элонгации в 6 раз чаще, чем длинные, обычного типа длины теломеры.
C некоторых пор известно, что определенные белки, связывающиеся с теломерами, такие как у S. cerevisiae, участвуют в механизме негативной петли обратной связи, который регулирует длину теломер. Этот т.наз. 'protein-counting mechanism' передаёт информацию о длине теломеры исходя из количества белка, связывающегося с теломерой. и белки, которые рекрутируются на теломеры с помощью Rap1, как полагают, и обеспечивают Rap1-подсчитывающий механизм контроля длины теломер.
Авт. установили, что в отсутствие или Rif1 или Rif2 частота элонгации теломер примерно вдвое выше, чем в линиях дикого ттипа. Они полагают, что Rif1 и Rif2 способствуют nonextendible состоянию теломер, при котором элонгация теломер каким-то образом блокирована.
На основании полученных данных Lingner и др. предположили модель binary-switch, согласно которой длинные теломеры рекрутируют больше комплексов Rap1–Rif1–Rif2, которые и переключают теломеры в nonextendible состояние. Но когда теломеры становятся короче и теряют большую часть комплексов, то они становятся способными к удлиннению (extendible). Существующее равновесие между этими двумя состояниями теломер и поддерживают длину теломер.
