端粒是位于染色體末端的DNA序列重復結構，其功能類似于鞋帶末端的塑料保護套，旨在維護染色體的結構完整性。細胞分裂過程中，端粒會逐漸縮減，導致其保護染色體的能力減弱。一旦端粒縮短到一定程度，細胞內的遺傳物質將變得不穩定，進而促使細胞停止分裂。端粒的縮短與細胞分裂活動的減少，被視為細胞老化的標志。在某些情況下，如年輕細胞遭遇意外導致端粒縮短，細胞會啟動修復機制，延長端粒，以避免過早衰老。對于干細胞和生殖細胞這類需要頻繁分裂的細胞，端粒酶作為一種特殊蛋白質，扮演著“生命延續者”的角色，通過在端粒末端添加DNA重復序列，延長端粒長度，從而延緩其縮短過程。但值得注意的是，端粒酶并不在所有細胞中發揮作用。在已分化的體細胞中，過短的端粒會激活DNA損傷修復機制，通過同源定向修復方式延長受損端粒。

　　關于細胞如何識別并修復過短端粒的問題，德國分子生物學研究所和美因茨約翰內斯·古騰堡大學的研究人員取得了突破。他們聚焦于一種名為TERRA的非編碼RNA，這種RNA包含端粒重復序列，由端粒DNA轉錄而來，并能與端粒DNA形成RNA-DNA雜交結構(R-loops)。

　　該研究的主要負責人 Brian Luke 教授(圖片來源：Twitter)

　　為驗證TERRA是否會在短端粒周圍聚集，研究人員創建了缺乏端粒酶的酵母模型，并讓這些酵母持續分裂60次，以獲得短端粒。他們發現，這些短端粒酵母中TERRA水平和R-loops出現的頻率遠高于正常酵母。通過標記技術，研究人員直接觀察到在短端粒酵母中，TERRA與端粒的結合頻率是野生型酵母的兩倍。

　　為進一步確認短端粒是導致TERRA和R-loops水平升高的原因，研究人員人為縮短了特定端粒的長度，并發現TERRA和R-loops水平在縮短的端粒處顯著升高，而在同一細胞內其他正常長度的端粒周圍則無此現象。這表明TERRA和R-loops的積累是端粒長度過短的特異性結果。

　　有趣的是，當研究人員通過過度表達核糖核酸酶H1(RNaseH1)來消除端粒區的R-loops積累時，攜帶短端粒的酵母細胞反而更快地進入衰老階段。這表明TERRA和R-loops在短端粒區的積累具有防止細胞衰老的作用。

　　那么，為何TERRA和R-loops不在正常長度的端粒區積累呢?研究發現，核糖核酸酶H2的催化亞基Rnh201能與端粒相關蛋白Rif2結合。在細胞分裂的S期，Rnh201會在端粒區積累，這一過程依賴于Rif2蛋白的存在。Rif2蛋白能招募核糖核酸酶H2到正常長度的端粒附近，降解R-loops。因此，在正常長度的端粒周圍不會出現R-loops的積累。

　　綜合上述實驗結果，研究人員提出了一個細胞調控端粒修復的模型：在正常長度的端粒區，Rif2蛋白招募Rnh201消除TERRA與端粒DNA形成的R-loops。隨著端粒長度的縮短，Rif2蛋白從端粒區解離，Rnh201不再被招募到端粒區，導致R-loops在端粒區積累。R-loops的積累會觸發DNA損傷修復機制(DDR)，通過同源定向修復(HDR)延長過短的端粒，從而防止細胞衰老。

　　華健端粒泰健康管理(上海)有限公司以融合多項生命科學諾獎成果，與美國普林斯頓長壽中心和巴克研究所合作，將細胞生物學、分子生物學、分子遺傳學、營養基因組學、計算生物學、物理生物學、蛋白質組學等多項生命科學技術與國粹中醫等200多項技術結合。以小分子端粒酶和定制蛋白質組合為核心技術，應用“6+12+1+n(n≥1萬種小分子蛋白質配方)+50+58”的生命醫學創新臨床治療模式，為人體抗衰逆齡科學技術在醫學臨床治療領域的發展進行了顛覆性的創新。