真核生物的端粒（Telomere）对于保证染色体正常复制以及维持基因组的稳定性有重要作用：它可以保护染色体末端防止其降解，帮助细胞识别区分完整或者断裂的DNA，促进染色体末端的完整复制。端粒是研究基因组中异染色质（Heterochromatin）结构的重要模型。转录中介复合物（Mediator complex）是转录调控中的一个重要作用因子，可能参与了端粒的调控。

在这篇文章中，研究人员以酿酒酵母为模式生物，阐述了转录中介复合物调控端粒异染色质结构的分子机制。转录中介复合物的尾部模块通过帮助异染色质核心组分Sir蛋白在端粒上的结合和扩散参与端粒异染色质的维持，从而保证亚端粒区域基因的沉默。转录中介复合物直接结合在端粒上，可能作为端粒染色质的组分之一发挥功能。此外，该复合物还参与了端粒长度的调控。这一工作揭示了转录中介复合物这一经典的转录调控因子在端粒调控中的特殊功能。

近期这一研究组还在《Molecular and Cellular Biology》上发表端粒酶保护端粒机制方面的新进展：端粒酶全酶催化亚基Est1可以促进端粒单链DNA形成G4链高级结构，并且该活性对于端粒的复制是必需的。

端粒DNA长度以及其结构的维持与细胞衰老和癌症发生密切相关。在有端粒酶活性的细胞中，端粒酶途径是端粒DNA长度维持的主要机制；当端粒酶缺失时，细胞也可以通过同源重组途径维持端粒DNA长度。

在酿酒酵母中，端粒酶全酶包括催化亚基Est2，RNA模版亚基Tlc1，以及调控亚基Est1和Est3。这一研究组发现，Est1可以促进端粒单链DNA形成G4链高级结构，并且该活性对于端粒的复制是必需的，延续研究发现，Est1通过促进端粒G4链高级结构的形成而参与端粒末端保护，抑制端粒DNA发生同源重组。这些研究提出了Est1调控端粒酶活性及保护端粒的新模型，即Est1通过促进端粒DNA形成G4链高级结构，发挥着激活端粒酶以及保护端粒的双重功能。

（生物通：万纹）

原文摘要：

The tail-module of yeast Mediator complex is required for telomere heterochromatin maintenance

Eukaryotic chromosome ends have a DNA–protein complex structure termed telomere. Integrity of telomeres is essential for cell proliferation. Genome-wide screenings for telomere length maintenance genes identified several components of the transcriptional regulator, the Mediator complex. Our work provides evidence that Mediator is involved in telomere length regulation and telomere heterochromatin maintenance. Tail module of Mediator is required for telomere silencing by promoting or stabilizing Sir protein binding and spreading on telomeres. Mediator binds on telomere and may be a component of telomeric chromatin. Our study reveals a specific role of Mediator complex at the heterochromatic telomere and this function is specific to telomeres as it has no effect on the HMR locus.

作者简介：

周金秋

研究员，研究组长，博士生导师

个人简介：

1984年至1988就读于南京大学生物系，获学士学位。1992至1997年就读于美国迈阿密大学医学院生物化学与分子生物学系，获博士学位。1998年至2001年在美国普林斯顿大学分子生物学系接受博士后训练。2001年9月作为”****”入选者受聘于生物化学与细胞生物学研究所，任研究员，博士生导师，2002年1月起，任中国科学院与德国马普学会合作的青年科学家小组组长。

研究方向：端粒与细胞衰老

研究工作：

我们实验室的长远目标是探索真核细胞维持染色体稳定性的机制和细胞衰老的机理。目前主要研究：

(1)染色体末端--端粒的结构、功能与复制及其与癌症和细胞衰老的关系；

(2)不依赖端粒长度的细胞衰老的机理。

我们大部分的工作集中在端粒的结构、功能及复制，真核生物端粒酶活性是如何被调节的，端粒酶活性和端粒长短的调节对于癌症和细胞衰老的生物学意义等方面。端粒，真核细胞染色体的末端结构，由简单的DNA重复序列及其结合蛋白组成。端粒对于维持染色体的稳定性具有非常重要的作用：它可以保护染色体末端防止其降解，帮助细胞识别区分完整或者断裂的DNA，促进染色体末端的完整复制。在大多数真核生物中，端粒DNA是由端粒酶，一个端粒特异性的反转录酶合成的。该实验室综合应用遗传学、生物化学以及细胞生物学手段研究酵母和人的端粒酶活性调控，发现鉴定影响端粒的相关蛋白。目前开展了端粒相关蛋白的结构生物学研究。该实验室还起始了以酵母为模型的细胞衰老研究。衰老的速率被认为首先是由遗传控制的，衰老调控基因在进化上是相当保守的。例如，酵母中SGS1基因的突变导致生命周期的缩短，而其在哺乳动物中的同源基因，WRN基因的突变则会导致一种遗传性的早衰(Werner´s综合症)。但是，对于导致这些衰老相关过程的精确机制却仍然知之甚少。因此，在低等生物中确立一些衰老或者长寿的遗传标记将有助于我们解读哺乳动物包括人类的衰老进程。