Informacje o autorze: (1)Department of Biochemistry, Biophysics and Structural Biology, Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), CEA, UMR 9198 CNRS, Université Paris-Sud, Batiment 144, CEA Saclay, Gif-sur-Yvette, F-91191, Francja. (2)Instytut Badań nad Rakiem i Starzeniem, Nicea (IRCAN); CNRS UMR7284/INSERM U1081; Wydział Medyczny; Nicea, 06107, Francja. (3)Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin BP 48, 91192 GIF-SUR-YVETTE Cedex, Francja Institut National de la Recherche Agronomique, Unité Biopolymères, Interactions, Assemblages, 44316 Nantes, Francja. (4)Synchrotron SOLEIL, L'Orme des Merisiers, Saint-Aubin BP 48, 91192 GIF-SUR-YVETTE Cedex, Francja. (5) CEA, iBiTecS, F-91191 Gif-sur-Yvette, Francja. (6)Instytut Badań nad Rakiem i Starzeniem, Nicea (IRCAN); CNRS UMR7284/INSERM U1081; Wydział Medycyny; Nicea, 06107, Francja Departament Genetyki, CHU; Nicea, 06107, Francja. (7)Zakład Biochemii, Biofizyki i Biologii Strukturalnej, Instytut Integracyjnej Biologii Komórki (Institute for Integrative Biology of the Cell (I2BC), CEA, UMR 9198 CNRS, Université Paris-Sud, Batiment 144, CEA Saclay, Gif-sur-Yvette, F-91191, Francja marie-helene.ledu@cea.fr. --- Chromosomy ssaków kończą się odcinkami powtarzalnego telomerowego DNA, które działają jak bufory, aby uniknąć utraty istotnej informacji genetycznej podczas replikacji. Kompleks wielobiałkowy znany jako shelterin zapobiega rozpoznawaniu sekwencji telomerowych jako miejsc uszkodzenia DNA. Erozja telomerów przyczynia się do ludzkich chorób, od niewydolności BM po zespoły przedwczesnego starzenia i nowotwory. Rola ochrony telomerów przez shelterinę jest mniej zrozumiała. Mutacje w genach kodujących białka chroniące TRF1 oddziałujące z czynnikiem jądrowym 2 (TIN2) i homolog dysplazji kory nadnerczy (ACD) zostały zidentyfikowane w dyskeratozie congenita, zespole charakteryzującym się dysfunkcją somatycznych komórek macierzystych w wielu narządach narządach, co prowadzi do niewydolności BM i innych objawów plejotropowych. Tutaj cechy biochemiczne i efekty in vivo poszczególnych białek shelterin białek shelterin, omawiamy funkcje shelterin w hematopoezie i dokonujemy przeglądu pojawiających się wiedzy na temat wpływu kompleksu shelterin na zaburzenia hematologiczne. --- Telomery oddziałują z licznymi białkami, w tym ze składnikami kompleksu shelterin których zmiana, podobnie jak skrócenie telomerów wywołane proliferacją, inicjuje starzenie się komórek. skracanie, inicjuje starzenie się komórek. W nowotworach długość telomerów jest utrzymywana przez aktywność telomerazy lub przez mechanizm alternatywnego wydłużania telomerów którego cechą charakterystyczną jest telomeryczna lokalizacja białka białaczki promielocytowej (PML). białaczki promielocytowej (PML). Nie wiadomo, czy PML przyczynia się do utrzymania telomerów w normalnych komórkach. normalnych komórkach jest nieznane. Pokazujemy, że w normalnych ludzkich fibroblastach białko PML wiąże się z kilkoma telomerami, preferencyjnie, gdy są one uszkodzone. Wywołany proliferacją zanik telomerów lub ich uszkodzenie w wyniku zmiany kompleksu shelterin kompleksu shelterin zwiększa telomeryczną lokalizację PML, która jest zwiększona w ludzkich limfocytach T pochodzących od pacjentów z genetycznym niedoborem telomerazy. W normalnych fibroblastach zubożenie PML indukuje uszkodzenie telomerów, nieprawidłowości jądrowe i chromosomalne oraz starzenie się. Ekspresja białka białaczki PML/RARα w progenitorach hematopoetycznych wypiera PML z telomerów i indukuje telomeryzację. telomerów i indukuje skracanie telomerów w szpiku kostnym myszy przed białaczką. myszy. Nasza praca dostarcza nowego spojrzenia na fizjologiczną funkcję PML, która uczestniczy w nadzorze telomerów w normalnych komórkach. Nasze dane sugerują ponadto że zmniejszona funkcja PML może przyczyniać się do starzenia się komórek, niestabilności genomowej niestabilności genomowej i nowotworzenia. --- Telomery są wysoce regulowanymi i dynamicznymi kompleksami, które chronią genomowy DNA i zapobiegają błędnemu rozpoznaniu końca liniowych chromosomów jako DNA. Ze względu na problem z replikacją końcową, telomery komórek somatycznych skracają się z każdym podziałem komórkowym, indukując starzenie się komórek. Telomeraza jest odwrotną transkryptazą zdolną do kompensowania skracania telomerów poprzez dodawanie telomerów na końcach chromosomów. Ludzkie telomery są związane z kompleksem shelterin, który składa się z sześciu białek związanych z telomerami, które specyficznie wiążą się z telomerowym DNA. Zmiany lub usunięcie poszczególnych lub usunięcie poszczególnych składników shelterin prowadzi do oderwania telomerów i dysfunkcji telomerów, skutkując starzeniem się komórek i transformacją do stanu złośliwego. Uważa się, że inny kompleks wielofunkcyjnych białek, nazwany kompleksem non-shelterin, zapobiega degradacji telomerów. zapobiega degradacji telomerów i ułatwia telomeryzację opartą na telomerazie. wydłużanie telomerów. Ponieważ telomeraza wykazuje wysoką ekspresję w większości ludzkich komórek nowotworowych, jest ona uważana za atrakcyjny cel dla nowych strategii terapeutycznych. W tym przeglądzie, podsumujemy charakterystykę telomerów i telomerazy w nowotworach limfoidalnych limfoidalnych i omówimy rolę białek związanych z telomerami w tych jednostkach. białek związanych z telomerami. --- Telomery, powtarzalne sekwencje DNA na końcach chromosomów, są chronione przed odpowiedzią na uszkodzenia DNA (DDR) przez kompleks shelterin. odpowiedzi na uszkodzenia DNA (DDR) przez kompleks shelterin. Aby zrozumieć, w jaki sposób shelterin chroni końce telomerów, zbadaliśmy organizację strukturalną chromatyny telomerowej w ludzkich komórkach przy użyciu mikroskopii superrozdzielczej. Odkryliśmy, że telomery tworzą zwarte kuliste struktury poprzez złożoną sieć interakcji między podjednostkami shelteriny i telomerowym DNA, ale nie przez DNA metylację, deacetylację histonów lub trimetylację histonów w telomerach i regionach subtelomerowych. regionach subtelomerowych. Mutacje, które osłabiają montaż lub usuwanie z telomerów powodują nawet 10-krotny wzrost objętości telomerów. objętości telomerów. Zdekompaktowane telomery gromadzą sygnały DDR i stają się bardziej dostępne dla białek związanych z telomerami. Rekompresja chromatyny telomerowej przy użyciu ortogonalnej metody metodą ortogonalną wypiera sygnały DDR z telomerów. Wyniki te ujawniają aktywność remodelowania chromatyny przez shelterinę i wykazują, że zagęszczanie chromatyny telomerowej za pośrednictwem shelteriny zapewnia solidną ochronę końców chromosomów przed maszynerią DDR. --- Końce DNA są eksponowane w komórkach podczas normalnych lub dysfunkcyjnych procesów komórkowych lub zdarzeń molekularnych. Telomery muszą być chronione przez kompleks shelterin aby uniknąć połączeń występujących między chromosomami, podczas gdy uszkodzenie topoizomerazy lub klastrowe przetwarzanie uszkodzeń DNA może powodować dwuniciowe co wymaga szybkiej naprawy w celu uniknięcia śmierci komórki. Rygorystyczne badanie wielu białek zaangażowanych w utrzymanie integralności DNA jest trudnym zadaniem ze względu na niezliczone niespecyficzne elektrostatyczne i/lub hydrofobowych oddziaływań DNA-białko, które wynikają z chemicznej natury DNA. DNA. Opracowaliśmy technikę, która rozróżnia białka rekrutowane specyficznie na końcach DNA od tych, które wiążą się z DNA z powodu ogólnego powinowactwo do podwójnej helisy. Nasze badanie pokazuje, że proteom końców DNA obejmuje białka o niespodziewanie szerokim spektrum funkcjonalnym, od naprawy DNA po biogenezę rybosomów. naprawy DNA do biogenezy rybosomów i cytoszkieletu, w tym nowe białka o nieudokumentowanej funkcji. Globalne mapowanie zidentyfikowanego proteomu na opublikowane sieci białek naprawy DNA Sieci białek naprawczych DNA wykazały doskonałą specyficzność i pokrycie funkcjonalne naszej techniki oczyszczania. Wreszcie, natywne kompleksy nukleoproteinowe, które gromadziły się specyficznie na końcach DNA, wykazały, że obdarzone wysoce wydajną aktywnością naprawy DNA.
Czym jest kompleks Shelterin?
Ludzkie telomery są związane z kompleksem shelterin, który składa się z sześciu białek związanych z telomerami, które specyficznie wiążą się z telomerowym DNA. Zmiany lub usunięcie poszczególnych składników shelterin może prowadzić do oderwania telomerów i dysfunkcji telomerów, co prowadzi do starzenia się komórek i transformacji do stanu złośliwego.