生物通报道 近日来自杭州师范大学、澳大利亚默多克儿童研究院和蒙纳士大学的研究人员在新研究中证实3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)可通过与端粒酶组件（TERC）互作抑制端粒酶活性，破坏端粒维持，诱导细胞衰老。相关论文发布在7月30日的《美国科学院院刊》（PNAS）上。

来自杭州师范大学的刘俊平教授和李贺（He Li，生物通音译）为这篇文章的共同通讯作者。刘俊平教授是国际染色体端粒研究的著名科学家，现任杭州师范大学衰老研究所所长、澳大利亚蒙纳士大学终身高级职员和墨尔本大学教授。在国际权威期刊上发表学术论文100多篇。

衰老是一种大多数细胞,器官和个体都得经历的生命过程。端粒是一种位于染色体末端的DNA和特殊蛋白质结合形成的复合体,能够修复染色体末端DNA的损伤并维持DNA的稳定性。由于"末端复制问题"的存在,每次细胞周期进行一个循环后端粒的长度就会有所缩短,直到端粒耗损完则细胞停止分裂。端粒长度的缩短不仅是衰老的一种标志更是一种导致衰老的重要机制。

端粒酶是一种由蛋白质和RNA组成的核糖核酸蛋白复合物,能够与自身携带的RNA模板合成端粒重复DNA序列,加到端粒末端而维持端粒的长度,抵消或者延缓端粒长度的不断缩短。氧化应激能够降低端粒酶的活性,破坏端粒酶的逆转录过程,从而丧失抵消端粒长度缩短的作用。而氧化应激引起的端粒长度的缩短是众多慢性病的发展过程不可或缺的重要诱导因素,包括心血管疾病、二型糖尿病、神经系统疾病以及癌症。氧化应激是端粒缩短及其所致细胞衰老的重要调节因子。

近年来的研究表明3-磷酸甘油醛脱氢酶(GAPDH)是许多氧化应激反应的关键调控因子，其机制涉及GAPDH核易位及诱导细胞死亡。

在这篇文章中，研究人员在乳腺癌细胞中证实GAPDH与端粒酶RNA组分(TERC)发生了相互作用，抑制了端粒酶活性，诱导了端粒酶缩短和细胞衰老。GAPDH上包含NAD+结合域的Rossmann折叠结构负责与TERC互作， GAPDH催化域中一个赖氨酸残基对抑制端粒酶活性和破坏端粒维持至关重要。此外，研究人员还证实GAPDH底物3-磷酸甘油醛(G3P)和一氧化氮供体S-硝基谷胱甘肽(S-nitrosoglutathione，SNOG)可负调控GAPDH对端粒酶活性的抑制。

新研究证实GAPDH受到调控靶向了端粒酶复合体，导致了端粒维持和癌细胞扩增停滞。这为深入了解细胞衰老机制，开发出有效的癌症新治疗新策略具有重要的意义。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) induces cancer cell senescence by interacting with telomerase RNA component

Oxidative stress regulates telomere homeostasis and cellular aging by unclear mechanisms. Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) is a key mediator of many oxidative stress responses, involving GAPDH nuclear translocation and induction of cell death. We report here that GAPDH interacts with the telomerase RNA component (TERC), inhibits telomerase activity, and induces telomere shortening and breast cancer cell senescence. The Rossmann fold containing NAD+ binding region on GAPDH is responsible for the interaction with TERC, whereas a lysine residue in the GAPDH catalytic domain is required for inhibiting telomerase activity and disrupting telomere maintenance. Furthermore, the GAPDH substrate glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) and the nitric oxide donor S-nitrosoglutathione (GSNO) both negatively regulate GAPDH inhibition of telomerase activity. Thus, we demonstrate that GAPDH is regulated to target the telomerase complex, resulting in an arrest of telomere maintenance and cancer cell proliferation.

作者简介：

刘俊平

英女皇二世研究员、澳大利亚蒙纳士大学终身高级职员、墨尔本大学教授、国际染色体端粒研究的著名科学家、五项专利的发明人。1980年，白求恩医科大学，医学学士。1985年，白求恩医科大学，医学硕士。1992年，蒙纳士大学，理学博士。

在国际权威书刊上发表学术论文100多篇。2011年1月正式加盟杭州师范大学。同年10月，他带领他的科研团队，“端粒相关蛋白对人类重大疾病作用机制的研究”项目，在2012年度国家重大科学研究计划中成功立项。该项目实现了杭州师范大学主持国家重大科学研究计划项目零的突破，也是浙江省属高校中首次获得国家重大科学研究计划项目立项。

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