معلومة

احتمالات الطفرات في التيلوميرات؟

احتمالات الطفرات في التيلوميرات؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

بصراحة أنا مبرمج ، لقد كنت أبحث في مواقع مثل NCBI وغيرها ، لكن لم أجد ما كنت أبحث عنه ، لذا إذا كان هناك شخص ما يمكنه المساعدة:

هل يمكن أن تعطيني احتمالات

  1. الطفرات في تيلوميرات Saccharomyces Cerevisiae.
  2. احتمال وجود غرز
  3. احتمال وجود حذف.
  4. احتمالية وجود بديل.

السبب الذي أحتاج إليه هو أنني أريد إنشاء بيانات تيلوميرية حقيقية بناءً على إجماع بنية التيلومير.


جين TERT

ال تيرت يقدم الجين تعليمات لصنع مكون واحد من إنزيم يسمى تيلوميراز. يحافظ التيلوميراز على هياكل تسمى التيلوميرات ، والتي تتكون من أجزاء متكررة من الحمض النووي الموجودة في نهايات الكروموسومات. تحمي التيلوميرات الكروموسومات من الالتصاق غير الطبيعي ببعضها أو الانهيار (المهين). في معظم الخلايا ، تصبح التيلوميرات أقصر بشكل تدريجي مع انقسام الخلية. بعد عدد معين من الانقسامات الخلوية ، تصبح التيلوميرات قصيرة جدًا لدرجة أنها تحفز الخلية على التوقف عن الانقسام أو التدمير الذاتي (الخضوع للاستماتة). يقاوم التيلوميراز تقصير التيلوميرات عن طريق إضافة أجزاء صغيرة متكررة من الحمض النووي إلى نهايات الكروموسومات في كل مرة تنقسم فيها الخلية.

في معظم أنواع الخلايا ، يكون الإنزيم تيلوميراز إما غير قابل للكشف أو يكون نشطًا عند مستويات منخفضة جدًا. ومع ذلك ، فإن الإنزيم تيلوميراز نشط للغاية في الخلايا التي تنقسم بسرعة ، مثل الخلايا التي تبطن الرئتين والجهاز الهضمي ، وخلايا نخاع العظام ، وخلايا الجنين النامي. يسمح التيلوميراز لهذه الخلايا بالانقسام عدة مرات دون أن تتعرض للتلف أو الخضوع للاستماتة. ينشط التيلوميراز أيضًا بشكل غير طبيعي في معظم الخلايا السرطانية التي تنمو وتنقسم دون سيطرة أو نظام.

يتكون إنزيم التيلوميراز من مكونين رئيسيين يعملان معًا. المكون المنتج من تيرت يُعرف الجين باسم hTERT. يتم إنتاج المكون الآخر من جين يسمى TERC ويعرف باسم hTR. يوفر مكون hTR نموذجًا لإنشاء التسلسل المتكرر للحمض النووي الذي يضيفه الإنزيم تيلوميراز إلى نهايات الكروموسومات. ثم يضيف مكون hTERT مقطع DNA الجديد إلى نهايات الكروموسوم.


على عكس الشعر الرمادي ، فإن إحدى أهم علامات التقدم في السن غير مرئية للعين المجردة. في أعماق الخلايا ، عند أطراف الكروموسومات الشبيهة بالخيوط ، تحمي الهياكل المعروفة باسم التيلوميرات الكروموسومات من التدهور - وهو يشبه إلى حد ما طريقة منع أغطية أربطة الحذاء من الاهتراء. تقصر التيلوميرات بشكل طبيعي مع تقدم الناس في العمر.

لكن في بعض الأحيان ، تؤدي الطفرة الجينية الموروثة إلى تقصير التيلوميرات بمعدل أسرع. يؤدي تقصير التيلومير غير الطبيعي إلى متلازمات الشيخوخة المتسارعة التي تؤثر على أجزاء كثيرة من الجسم ويمكن أن تحدث عند الأطفال أو البالغين. تختلف شدة متلازمات التيلومير القصيرة ، ولكنها تزيد من خطر الإصابة بالسرطان ويمكن أن تؤدي إلى فشل الأعضاء والوفاة.

بمساعدة مركز الطب الفردي ، تستخدم Mayo Clinic نهج الطب الدقيق لإدارة متلازمات التيلومير القصيرة. تقدم عيادة Mayo's Premyeloid و amp Bone Failure اختبارات تشخيصية وعلاجًا متعدد التخصصات واستشارات وراثية لمتلازمات التيلومير القصيرة.

"تم التعرف على متلازمات التيلومير القصيرة منذ عدة عقود. لكن التشخيص كان صعبًا للغاية لأنه يتطلب اختبارات متخصصة للغاية. مع ظهور علم الجينوميات الدقيقة ، لدينا الفرصة لتحديد هذه الاضطرابات وإدارتها ، لصالح المرضى" ، كما يقول Mrinal Patnaik ، MBBS ، أخصائي أمراض الدم الذي يدير عيادة اضطراب ما قبل النخاع.

على الرغم من أن متلازمات التيلومير القصيرة تُعتبر نادرة ، فإن Mayo Clinic تستقبل خمسة إلى سبعة أشخاص يعانون من هذه الاضطرابات شهريًا. يقول الدكتور باتنايك: "نعتقد أن التيلوميرات القصيرة أكثر شيوعًا مما تم الإبلاغ عنه ، ونتوقع أن هذه الأدوات الجديدة للطب الدقيق ستكشف عن عدد لا بأس به من الحالات".

التيلومير الغامض

مُنحت جائزة نوبل في الطب لعام 2009 لاكتشافات حول ما أطلقت عليه لجنة نوبل اسم "التيلومير الغامض". تؤثر التيلوميرات القصيرة على أجزاء من الجسم حيث تنقسم الخلايا الجذعية بنشاط ، بما في ذلك نخاع العظام والجلد والأنسجة المبطنة للرئتين والجهاز الهضمي.

يقول الدكتور باتنايك: "تعتمد هذه الخلايا الجذعية على التيلوميرات للحفاظ على سلامتها. وتتسبب التيلوميرات القصيرة في موت الخلايا الجذعية قبل الأوان".

يمكن أن تؤدي التيلوميرات القصيرة إلى تندب في الرئتين والكبد ، وتضييق في الجهاز الهضمي ، وفشل نخاع العظم ، ونقص في جهاز المناعة. تزداد شدة الحالة الموروثة مع كل جيل - وهي ظاهرة تُعرف باسم التوقع الجيني.

يقول الدكتور باتنايك: "لا يرث الأطفال من والديهم الطفرة الجينية المسببة لمتلازمة التيلومير القصيرة فحسب ، بل يرثون أيضًا تيلوميرات أقصر وأقصر". "ونتيجة لذلك ، تميل المتلازمات إلى الحدوث في سن أصغر ومع ظهور مظاهر أكثر حدة في كل جيل. وفي النهاية ، تكون فترة الحياة محدودة للغاية."

يعد التشخيص الأولي تحديًا لأن علامات وأنظمة متلازمات التيلومير القصيرة متنوعة. يقول الدكتور باتنايك: "هناك نقص في الوعي". "قد يرى الشخص المصاب بتليف الرئة وفشل نخاع العظم اختصاصيًا في الرئة أو اختصاصيًا في الدم ليس على دراية بهذه المتلازمات متعددة التخصصات ولا يجمع القرائن معًا."

تبحث Mayo Clinic عن علامات وأعراض معينة لأسباب غير مبررة ، بما في ذلك:

  • التاريخ الشخصي أو العائلي للشيب المبكر للشعر
  • انخفاض عدد خلايا الدم الحمراء أو خلايا الدم البيضاء أو عدد الصفائح الدموية
  • أنسجة الرئة أو الكبد سميكة أو متيبسة أو متندبة

في حالة الاشتباه في متلازمة التيلومير القصيرة ، يمكن لـ Mayo Clinic الترتيب لإجراء اختبار متطور يقيس طول التيلوميرات في خلايا دم الفرد. بمجرد تحديد التيلوميرات القصيرة ، تمتلك Mayo Clinic لوحة التسلسل الجيني للمساعدة في العثور على الطفرة التي تسبب التيلوميرات القصيرة. إذا لم يكشف التسلسل الجيني عن طفرة ، فيمكن إجراء تسلسل كامل للإكسوم - والذي ينظر في جميع الجينات المسببة للأمراض في مخطط الحمض النووي للفرد.

من المعروف أن بعض الطفرات الجينية مرتبطة بالتيلوميرات القصيرة. لكن 40 إلى 50 بالمائة فقط من الأشخاص ذوي التيلوميرات القصيرة لديهم واحدة من هذه الطفرات المعروفة.

يقول الدكتور باتنايك: "حقيقة أن أكثر من نصف مرضانا الذين لديهم تيلوميرات قصيرة ليس لديهم طفرات جينية يمكن اكتشافها على لوحات التسلسل تشير إلى أننا لم نكتشف بعد جميع الطفرات التي تؤثر على طول التيلومير". "قد تكون هناك أيضًا آليات غير حركية متضمنة - وهو صندوق باندورا لم نفتحه حتى الآن."

البحث عن خيارات علاجية جديدة

تشير الأبحاث الحديثة إلى أن العلاج بدانازول ، وهو الستيرويد الابتنائي ، قد يبطئ من معدل تقصير التيلومير ، فضلاً عن تحسين تعداد الدم واستقرار أمراض الرئة والكبد لدى الأشخاص الذين يعانون من التيلوميرات القصيرة. كما تجري التجارب المعملية على العلاجات الجينية. تشارك Mayo Clinic في الجهود البحثية في كلا المجالين.

يقول الدكتور باتنايك: "لسوء الحظ ، بينما نتفهم بشكل متزايد علم الوراثة وعواقب التيلوميرات القصيرة ، لا يزال هناك الكثير من العمل الذي يتعين القيام به فيما يتعلق بطرق العلاج الفعالة".

يمكن أن يكون الزرع خيارًا للأشخاص الذين يعانون من فشل الأعضاء. ومع ذلك ، غالبًا ما يحتاج الأفراد المصابون بمتلازمة التيلومير القصيرة إلى عمليات زرع أعضاء متعددة: زرع نخاع العظام بالإضافة إلى زراعة الكبد أو الرئة ، مما يجعل العملية صعبة للغاية.

يقول الدكتور باتنايك: "يتم رفض الغالبية العظمى من الأشخاص المصابين بمتلازمة التيلومير القصيرة لإجراء عمليات الزرع نظرًا لعدم تجهيز العديد من المراكز لإجراء عمليات زرع أعضاء متعددة". "تعمل عيادة الجينوم الدقيقة لدينا مع مجموعات الزرع المختلفة داخل Mayo Clinic لمتابعة زراعة أعضاء متعددة آمنة لهؤلاء المرضى. في Mayo Clinic ، لدينا فرصة رائعة لاستخدام الطب الدقيق لإفادة الأشخاص الذين يعانون من متلازمات التيلومير القصيرة."

ظهر هذا المنشور في الأصل على مدونة مركز الطب الفردي في 14 فبراير 2019.

مثل هذا المقال؟ سجل في مدونة مركز الطب الفردي واحصل على تحديثات أسبوعية على المحتوى الجديد الخاص بنا.


الآباء الأكبر سنا يعطون تيلوميرات جيدة ، لكن طول العمر؟ ليس كثيرا

قامت Scientific American و io9 و DISCOVER بإنتاج ملفات بودكاست لـ 60 ثانية من مركز العلوم والفيزياء.

الكروموسومات البشرية (الرمادية) مغطاة بالتيلوميرات (بيضاء) برنامج الجينوم البشري التابع لوزارة الطاقة الأمريكية

، "التيلوميرات أمسكت بي واستمرت في قيادتي." وقادوها - طوال الطريق إلى جائزة نوبل في الطب في عام 2009

. التيلوميرات هي تسلسلات الحمض النووي التي تستمر في إبهار الباحثين والجمهور ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الأشخاص الذين لديهم تيلوميرات أطول

تميل إلى العيش لفترة أطول. لذا فإن الاكتشاف الأخير الذي يشير إلى أن الرجال الأكبر سناً ينجبون ذرية ذات تيلوميرات طويلة بشكل غير عادي تبدو وكأنها أخبار رائعة. الرجال في سن متقدمة سيمنحون أطفالهم حياة أطول - أليس كذلك؟ ولكن كما هو الحال في كثير من الأحيان في علم الأحياء ، فإن الأمور ليست بهذه البساطة ، وقد لا يكون وجود أب عجوز طريقًا سهلاً لحياة طويلة وصحية. في كل مرة يتم نسخ قطعة من الحمض النووي ، يمكن أن ينتهي بها الأمر مع أخطاء في تسلسلها ، أو الطفرات. أحد أكثر التغييرات شيوعًا هو فقدان قصاصات المعلومات من كل طرف من أطراف الخيط. لحسن الحظ ، فإن هذه الخيوط مغطاة بالتيلوميرات ، مكررة التسلسلات التي لا ترمز لأي بروتينات وتعمل فقط على حماية بقية الحمض النووي. في كل مرة يقوم الحمض النووي بعمل نسخة ، تصبح التيلوميرات الخاصة به أقصر ، حتى تتلاشى هذه الأطراف الواقية من الصفر. بدون التيلوميرات ، لا يمكن للحمض النووي أن يصنع أي نسخ أخرى ، وستموت الخلية التي تحتويه. لكن الحيوانات المنوية لا تخضع لتأثير تقصير التيلومير. في الواقع ، فإن التيلوميرات الموجودة في الخلايا الجذعية المنتجة للحيوانات المنوية لا تقاوم فقط الانحطاط ، بل إنها تنمو بالفعل. قد يكون هذا بفضل التركيز العالي لإنزيم التيلوميراز المُصلح للتيلومير في الخصيتين الذي لا يزال الباحثون غير متأكدين منه. كل ما يعرفونه هو أنه كلما كبر الرجل ، كلما طالت التيلوميرات في حيواناته المنوية. ودراسة حديثة

وجد في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم أن هذه التيلوميرات الطويلة يمكن أن تنتقل إلى الأبناء: يولد أطفال الآباء الأكبر سنًا ولديهم تيلوميرات أطول في جميع خلاياهم. في الواقع ، يمكن للتيلوميرات الطويلة أن تستمر لجيلين ، مع قيام أجداد الأب الأكبر سنًا بتمرير التيلوميرات الطويلة لكل من أطفالهم وأطفال أبنائهم. ذهب أطول التيلوميرات على الإطلاق إلى الأطفال الذين تكاثر آباؤهم وآباؤهم في سن متقدمة. (لكن بنات الآباء الأكبر سنًا لم يمرروا التيلوميرات الطويلة على الإطلاق.) الحصول على تيلوميرات أطول أمر مثير لأن طول التيلومير مرتبط بطول العمر. إن التيلومير الذي يتقلص مع كل انقسام خلوي هو بمثابة ساعة موقوتة تقوم بالعد التنازلي لحياة الخلية عندما يقوم الأب بتمرير التيلوميرات الأطول إلى نسله ، فهو يعطي ساعاتهم الخلوية بشكل أساسي مزيدًا من القراد. لذلك يجب أن يعيش أطفال الآباء الأكبر سنًا لفترة أطول! هناك مشكلة واحدة فقط: لا يفعلون ذلك. بعض [pdf

] من البيانات التاريخية حول طول العمر وجدت أن الآباء الأكبر سنًا ، لا سيما أولئك الذين يتكاثرون بعد سن 65 ، يرتبطون فعليًا بعمر أقصر لأطفالهم ، وخاصة بناتهم. كان نسل الرجال في منتصف العمر في الفئة العمرية الأكبر أكثر عرضة للوفاة بنسبة 60 في المائة مقارنة بنسل الرجال الأصغر سنًا. من المرجح أيضًا أن يكون لدى أطفال الآباء الأكبر سنًا معدل ذكاء أقل

. لماذا لا تمنحهم التيلوميرات الأطول حياة أطول وأفضل؟

تكمن المشكلة في أن خلايا الحيوانات المنوية لا تكتسب طول التيلومير فحسب - بل إنها تلتقط أيضًا المزيد من الطفرات. على عكس النساء ، اللواتي يتم تكوين بيضهن بشكل عام دفعة واحدة ، بينما لا تزال الأنثى في الرحم

، ينتج الرجال الحيوانات المنوية طوال حياتهم. وفي كل مرة تبدأ فيها الخلية الجذعية للحيوان المنوي عملية إنتاج حيوانات منوية جديدة ، يجب أن تنقسم ، مما يخلق فرصة لتكوّن الطفرات. سيكون للحيوانات المنوية التي تنتجها الخلايا الجذعية للحيوانات المنوية الأكبر سنًا تيلوميرات أطول ، ولكن سيكون لها أيضًا حمولة أكبر من الطفرات ، والتي تميل إلى تقصير عمر النسل. لذا فإن السؤال هو: بين طول التيلومير وحمل الطفرات ، أيهما يسيطر على فرص النسل في حياة طويلة؟ نظرًا لأن الدراسات التي أجريت على البيانات التاريخية وجدت أن نسل الآباء الأكبر سنًا يموتون في وقت مبكر ، فقد تعتقد أن عبء الطفرات يفوز. لكن هذا قد لا يكون صحيحًا تمامًا. بادئ ذي بدء ، أعمار الآباء بعيدة كل البعد عن المساهمين الوحيدين في صحة أبنائهم. على سبيل المثال ، تم جمع البيانات الخاصة بدراسات طول العمر هذه في القرن التاسع عشر والتسعينيات ، قبل تحديد النسل الموثوق به. غالبًا ما كان لدى الآباء العديد من الأطفال قبل منتصف العمر ، مما يعني أن نسل الآباء الأكبر سنًا من المرجح أن يكون لديهم العديد من الأشقاء. سيحصل الطفل العاشر من الأب الأكبر على اهتمام أقل ، وموارد أقل ، وربما فرصة أقل للحياة الطويلة مقارنة بالطفل الوحيد المولود اليوم الذي اختار والديه الانتظار بعض الوقت قبل التكاثر. تلعب العوامل الاجتماعية والموارد المتاحة دورًا كبيرًا في عمر الطفل. على عكس الدراسات التي استخدمت البيانات التاريخية ، دراسة أجريت عام 2009 على الكنديين المسنين المعاصرين

لم تجد أي صلة بين احتمالية وفاة كبار السن وأعمار والديهم. ومع ذلك ، نظرت هذه الدراسة فقط في نسل الرجال الذين تتراوح أعمارهم بين 25 و 45 عامًا. قد يكون التأثير الضار للطفرات الجينية على طول عمر النسل مهمًا فقط للرجال فوق سن معينة. بعد كل شيء ، وجدت إحدى الدراسات التاريخية أن التأثير أكثر أهمية في الفئة العمرية الأكبر سنًا: الرجال الذين يتكاثرون بعد سن 65. هذا يشير إلى أنه قد يكون هناك بقعة جميلة ، عمر الأب الذي يزيد من طول التيلومير مع تقليل الطفرات ، سيكون ذلك وقتًا مثاليًا للتكاثر - على الأقل من حيث الجودة الجينية. ولكن حتى إذا كانت هناك ميزة طفيفة لوجود آباء في منتصف العمر ولكن ليس كبار السن ، فمن غير المرجح أن تكون ميزة كبيرة ، أو سنرى بعض التأثير الإيجابي في بيانات طول العمر. في النهاية ، التيلوميرات والطفرات لا تحدد بالضبط كيف ومتى نموت. تشكل هذه العوامل الجينية حياتنا ، لكنها لا تتحكم في مصائرنا.


مقدمة

بروتين GTPase الصغير KRAS هو بروتين محول للإشارة ، والذي يربط الناتج المحلي الإجمالي في حالته غير النشطة و GTP في حالته النشطة [1]. الجين كراس كثيرًا ما يتطور في أنواع مختلفة من السرطانات التي تصيب الإنسان. غالبًا ما تكون الطفرة ، في حوالي 86٪ من الحالات [2] ، موجودة في G12. في الواقع ، كل طفرة خطأ في G12 (G12X) هي أورام المنشأ. الخصائص المسرطنة المرتبطة كراس تتميز طفرة G12X بنقص نشاط GTPase الجوهري وعدم الحساسية للبروتينات المنشطة لـ GTPase (GAPs) [3،4]. تؤدي هذه التعديلات إلى زيادة إشارات KRAS ، حيث يوجد بروتين أكثر نشاطًا مرتبطًا بـ GTP. ومع ذلك ، فإن KRAS المتحولة تخضع لتدوير الناتج المحلي الإجمالي - GTP [5]. ظل أساس ترددات طفرة G12X المحددة غير واضح ، باستثناء طفرة تحول G12C (c.34G & gtT) المرتبطة بالتدخين في سرطان الرئة [6،7].

لوحظ وجود تناقض مثير للاهتمام بين طفرات KRAS G12X في نشاط GTPase الجوهري [8]. تعرض طفرة G12A أكثر التحلل المائي الجوهري إعاقة (

1٪ مقارنة بالنوع البري) ، بينما تعرض طفرة G12C النشاط الأقل إعاقة (

72٪). ومع ذلك ، فإن جميع طفرات G12X تظهر عدم حساسية تجاه GAPs التي تسرع التحلل المائي [8]. الأهم من ذلك ، ليس فقط طفرات RAS G12X تظهر تناقضًا في التحلل المائي GTP ، ولكنها تؤدي أيضًا إلى ظهور اختلافات في مسار الإشارة المفضل (من حيث ارتباط بروتين المستجيب) [9 ، 10]. لوحظ هذا السلوك لأول مرة في خطوط خلايا NSCLC [9] ، حيث أظهر KRAS G12D تنشيط إشارات PI3K و MEK ، بينما عرضت المسوخات G12C و G12V مسار RalGDS المنشط وتناقص تنشيط Akt المعتمد على عامل النمو. علاوة على ذلك ، كشفت دراسة بالرنين المغناطيسي النووي عن تفضيلات ربط مختلفة لـ HRAS G12V الطافرة مقارنةً بـ HRAS من النوع البري ، مع بروتينات مؤثرات مختلفة [10]. هنا ، أظهر HRAS G12V تفاعلات منخفضة مع راف وربط محسّن مع RalGDS. ومع ذلك ، بالنظر إلى أنه تم استخدام GTP التناظرية غير القابلة للتحلل بالماء في الدراسة ، فإن الاختلاف لا يرجع إلى ضعف التحلل المائي. وبالمثل مع HRAS ، تظهر طفرات KRAS G12X تقاربًا منخفضًا مع راف مقارنةً بالنوع البري [8]. تعرض المسوخات G12D و G12R و G12V تقاربًا منخفضًا للغاية مع Raf ، بينما يتم تقليل تقارب G12A بشكل معتدل فقط. ومن المثير للاهتمام ، أن تقارب متحولة G12C يشبه تقارب النوع البري.

لربط RAS ، تستخدم بروتينات المستجيب طية تشبه اليوبيكويتين (UB): مجال ربط RAS (RBD) أو مجال ارتباط RAS (RA) [11،12]. بينما لم يتم بلورة KRAS مع أي من بروتينات المستجيب الخاص بها ، فقد تم حل بروتينات المستجيب المتميز في معقد مع HRAS: RalGDS (PDB ID: 4G0N) [13] ، Raf-1 (PDB ID: 1LFD) [14] ، PI3Kγ (معرف PDB: 1HE8) [15] ، PLCε (معرف PDB: 2CL5) [16] ، RASSF5 (معرف PDB: 3DDC) [17] و AF-6 (معرف PDB: 6AMB) [18]. ترتبط بروتينات المستجيب هذه بـ HRAS أعلى مناطق التبديل الخاصة بها: التبديل- I (المخلفات 30-40) والمفتاح- II (المخلفات 58-72) ، والتشكيل الملزم لـ HRAS متطابق تقريبًا في جميع المجمعات (S1A الشكل ). بالنظر إلى هذا ، وبما أن طفرة G12X بعيدة عن واجهة الربط (S1B Fig) ، اقترح Smith و Ikura [10] أن التناقضات في ملفات تعريف ارتباط بروتين المستجيب للطفرات ترجع إلى ديناميكيات التبديل المتغيرة. بشكل عام ، يعرض Switch-I خصائص ديناميكية عالية تتجلى كحالتين مختلفتين عندما يكون GTP مرتبطًا بـ RAS ، ويتم تغيير التوزيع بين هذه الحالات في المسوخ [19-22]. بالنظر إلى أن مناطق التبديل في HRAS و KRAS متطابقة (S1C الشكل) ، فإن وضع الربط المتوقع لمؤثراتها متشابه. يتوافق نموذج KRAS المركب مع A-Raf-RBD المربوط بقرص نانوي ثنائي الطبقة مقترح بواسطة بيانات NMR مع وضع الربط هذا [23]. على المستوى الخلوي ، يتم تحديد خصوصية الشكل الإسوي لبروتينات المستجيب بشكل أساسي من خلال تفاعلات الغشاء [24] ، ولكن الاختلافات بين تقاربات الارتباط ببروتين المستجيب المطلق لـ RAS ترتفع من التأثيرات الخيفية [25]. وقد لوحظ أنه حتى طفرة نقطة واحدة في RAS (Q61L) لها تأثيرات بعيدة المدى على الديناميكيات وتغير تفاعلات البروتين المستجيب [13].

ركزت دراسات محاكاة الديناميكيات الجزيئية (MD) السابقة لـ KRAS في نطاقات زمنية ميكروثانية بشكل أساسي على الاختلافات الديناميكية بين الأشكال الإسوية RAS الثلاثة من النوع البري (HRAS ، KRAS ، NRAS) [26] ، الاختلافات بين طفرات KRAS و HRAS المختارة [27،28 ] ، ودور المنطقة شديدة التغير (HVR) [29] ، وترابط غشاء KRAS أو اتجاهه [30-32] ، وقلة قلة الدم KRAS على الغشاء [33]. كانت أوقات المحاكاة الإجمالية لهذه الدراسات في النطاق من 1 إلى 8 ميكرو ثانية ، وهو أمر معقول ولكن من المحتمل ألا يكون كافياً للكشف عن ديناميكيات طويلة الأمد مرتبطة بالتغيرات التوافقية البطيئة. الأهم من ذلك ، هناك نقص في عمليات محاكاة MD ذرية شاملة لجميع طفرات KRAS G12X مع أوقات محاكاة واسعة ، مما يسمح بتحليل موثوق للاختلافات في الهيكل والسلوك الديناميكي بين النوع البري والطفرات ، خاصة في واجهة ربط بروتين المستجيب .

ما هو السبب الكامن وراء مجموعة واسعة من طفرات G12X المختلفة؟ كيف تظهر هذه الطفرات المختلفة بوضوح في بنية وديناميكيات ووظيفة KRAS؟ هذه المعرفة ضرورية لفهم نشأة الورم KRAS ولتطوير علاجات مستقبلية تستهدف أورام KRAS المتحولة التي تؤوي. لذلك ، في الدراسة الحالية ، قمنا أولاً بتقييم إلى أي مدى يتم تفسير ترددات طفرة G12X من خلال احتمال الطفرة. ومن المثير للاهتمام ، ظهور تحيز طفري بارز من البيانات. استخدمنا بعد ذلك أحدث عمليات محاكاة MD الذرية (إجمالي وقت المحاكاة 170 ميكرو ثانية) لدراسة السلوك الديناميكي لـ KRAS مع روابطها الطبيعية (الناتج المحلي الإجمالي ، GTP) المرتبطة ، في كل من KRAS البرية ومع جميع الأورام الموجودة. طفرات G12X. قدمت النتائج دليلاً مقنعًا على أن الطفرات تغير ديناميكيات KRAS ، وأن التغيير خاص بالطفرة ، ويعرض خصائص التباين ، وأن التغيير يتجلى بشكل خاص في واجهة ربط البروتين المستجيب. علاوة على ذلك ، تشير بياناتنا إلى أن التحيز الطفري الملحوظ والخصائص المسرطنة لطفرات KRAS G12X الفردية ناتجة ، جزئيًا على الأقل ، عن ديناميكيات متغيرة خاصة بالطفرة.


الملخص

عسر التقرن الخلقي (DC) هو متلازمة فشل نخاع العظم الموروثة المعروفة باسم النموذج الأولي لأمراض التيلومير. بالإضافة إلى الثالوث السريري (ضمور الأظافر ، فرط التصبغ ، الطلاوة) ، فإن التيلوميرات القصيرة جدًا (أقل من النسبة المئوية الأولى) هي علامة لتشخيص DC (Calado & amp Young ، NEJM 2009). ارتبط ضعف التيلومير بالتيار المستمر بعد اكتشاف DKC1 الطفرات في المرضى الذين يظهرون الشكل المرتبط بـ X من المتلازمة. الطفرات الجديدة في جينات بيولوجيا التيلومير (TERC, تيرت, NOP10, NHP2, TINF2, TCAB1, CTC1, RTEL1, ACD، و PARN) في مرضى DC. يمكن أن تؤثر الاختلافات في كل هذه الجينات على حماية التيلومير وصيانته ، مما يؤدي إلى تقصير التيلومير وتطور اعتلالات التيلومير. في هذه الدراسة ، قمنا بتعيين ملف TERT ، TERC ، DKC1 ، و TINF2 جينات الطفرات في 15 مريضًا (متوسط ​​العمر = 10 سنوات M / F = 11/4) مع DC وتيلوميرات قصيرة جدًا, من أجل تصنيف هذه الحالات في المستوى الجزيئي وتحديد تواتر هذه الطفرات في مجموعتنا. تم تقييم بقاء اثني عشر مريضًا خضعوا لعملية زرع الخلايا الجذعية المكونة للدم الخيفي (HSCT) وربطها بالحالة الطفرية وطول التيلومير. تم تشخيص DC وفقًا لتعريف Calado & amp Young (2009). تم قياس طول التيلومير في خلايا الدم المنواة عن طريق التدفق- FISH وتم إجراء فحص الطفرات على الحمض النووي الجيني المستخرج من خلايا الدم المحيطية عن طريق التسلسل المباشر. تم تحديد سبع طفرات غير مترادفة في TINF2 (40٪) ، اثنان في DKC1 (13٪) ، واحد في تيرت (6٪) ، وواحد في TERC (6٪). ال TINF2 تم وصف المتغيرات R282H و R282C بالفعل على أنها مسببة للأمراض ، وكذلك T66A و A353V DKC1 المتغيرات (Knight et al ، 1999 Savage et al ، 2008 Walne et al ، 2008). المتغير المتغاير الزيجوت R282H (حوالي 845 G & GTA) في TINF2 تم العثور عليها في 4 مرضى غير مرتبطين. يحتوي أحدهم أيضًا على المتغيرات Q120R و Q157H في نفس الجين. الطفرة متغايرة الزيجوت في TINF2 تم العثور على R282C (c.844 C & gtT) في مريض واحد ، والذي قدم أيضًا تعدد الأشكال الشائع A279T في تيرت. المتغيرات الممرضة T66A (c.196A & gtG) و A353V (c.1058C & GTT) في DKC1 تم العثور عليها في اثنين من المرضى الذكور مختلفة. علاوة على ذلك ، تم تحديد ثلاث طفرات جديدة في مجموعتنا ، r.94 C & gtT in TERC، F290C في TINF2، و R696Cin تيرت. تم العثور على طفرة متغايرة الزيجوت r.94 (C & gtT) في TERC كان موجودًا في منطقة pseudoknot P2b من الجين والمريض الذي يحمل مصابًا بفقر الدم اللاتنسجي الحاد وكل الثالوث السريري DC. يقع البديل الجديد متغاير الزيجوت F290C (c.859 T & gtG) في "النقطة الساخنة" في exon 6 من TINF2 وتم العثور عليه في مريض واحد أظهر نمطًا ظاهريًا شديدًا للـ DC. في السيليكو توقع التحليل باستخدام SIFT و Polyphen-2 أن هذا المتغير لا يمكن تحمله وربما يكون ضارًا ، وهو ما يتوافق مع إمراضية الطفرة. الطفرة متماثلة اللواقح R696C (c.2086 C & gtT) في تيرت تم العثور عليه في مريض واحد وكذلك في شقيقيه. أظهر كل منهم انخفاضًا في عدد خلايا الدم ، والسمات السريرية للـ DC ، وفقر الدم اللاتنسجي الحاد. حدد فحص الأسرة الأب والأخت على أنهما متغاير الزيجوت لنفس الطفرة ، ولكن كلاهما بدون أعراض. لم تكن عينة الحمض النووي من الأم متاحة لهذه الدراسة. في السيليكو توقع التحليل بواسطة SIFT و Polyphen 2.0 أن طفرة R696C ليست متسامحة ومضرة لنشاط التيلوميراز ، على التوالي. للتحقق من صحة في السيليكو التحليل ، مقايسة TRAP مع محللات الخلية التي تم الحصول عليها من خط خلية VA13 سلبي التيلوميراز المنقولة بنوع بري أو R696C متحور تيرت ناقلات و TERC المتجه قيد التقييم. تمشيا مع الدراسات السابقة ، طول التيلومير في المرضى الذين يعانون من TINF2 كانت الطفرات هي الأقصر مقارنة بجينات التيلوميرات الأخرى المعينة في هذه الدراسة. على الرغم من أن النمط الظاهري وشدة المرض لا يبدو أنهما يتغيران وفقًا للجين المتحور. أيضًا ، لم تؤثر الحالة الطفرية (p = 0.28) أو طول التيلومير (p = 0.21) على معدلات بقاء المرضى بعد HSCT.

كان Flow-FISH قادرًا على تحديد المرضى الذين يعانون من التيلوميرات القصيرة جدًا وقياس طول التيلومير كأداة تشخيصية للتيار المستمر. كان التسلسل المباشر للجينات الأكثر تحورًا شيوعًا في العاصمة في مجموعة من المرضى الذين لديهم تيلوميرات أقل من 1 في المائة قادرًا على تحديد السبب الجيني لهذا المرض في أكثر من 70 ٪ من الحالات. يمكن أن يؤدي تحديد الخلل الجيني في العاصمة إلى إدارة القرارات السريرية وهو ضروري للاستشارة الوراثية قبل زرع نخاع العظم.


مقدمة

تشكل التيلوميرات نهايات الكروموسومات وتساعد في الحفاظ على سلامة البنية الجينومية [مون وجارستفر ، 2007]. تتكون من ترادف سداسي (TTAGGG)ن النوكليوتيدات يتكرر مع مركب البروتين والبروتين أحادي الجديلة. يطوى الجزء المتدلي للخلف ليشكل حلقة على شكل حرف T [Griffith et al. ، 1999] ، والتي تمنع التعرف على نهايات التيلومير كنقاط انقطاع بواسطة آلية إصلاح تلف الحمض النووي [Palm and de Lange ، 2008]. ترتبط العديد من البروتينات بالتيلومير أو تتفاعل معه للحفاظ على سلامة التيلومير. Shelterin هو مركب بروتين مرتبط مرتب يتكون من TERF1, TERF2, TINF2, TERF2IP, ACD، و القدر 1. يساعد هذا المركب في تكوين حلقة T ، ويحمي التيلوميرات من التدهور وإصلاح الحمض النووي غير المناسب ، وبالتالي تجنب الاندماج من طرف إلى طرف ، وإعادة التركيب اللانمطي ، والشيخوخة المبكرة [Palm and de Lange ، 2008]. إنزيم النسخ العكسي للتيلوميراز (تيرت) ومكون RNA الذي يحتوي على قالب التيلومير (TERC) هي بروتينات مرتبطة بالتيلومير تضيف تكرارات تيلوميرية لإطالة التيلوميرات [كولينز وميتشل ، 2002]. عادة ما يكون نشاط التيلوميراز غائبًا في الخلايا المتمايزة. هناك العديد من البروتينات والمجمعات المهمة الأخرى المرتبطة بالتيلومير والتي ترتبط بشكل عابر بالحمض النووي التيلومير ، بما في ذلك البروتينات المشاركة في إصلاح الحمض النووي (على سبيل المثال ، ماكينة الصراف الآلي و MRE11A) وهليكاز (على سبيل المثال ، BLM و RECQL) [أوبير ولانسدورب ، 2008]. يتفاعل عدد كبير من البروتينات الإضافية إما بشكل مباشر أو غير مباشر في نهايات التيلومير ، وينظم تفاعلات البروتين والبروتين والبروتين والحمض النووي ، وتهريب البروتين الخلوي ، والوظائف الإضافية الخاصة بالتيلومير.

تتراوح التكرارات التيلوميرية في الحجم من 0.15 إلى 50 كيلو قاعدة (kb) ، وتختصر تدريجيًا مع كل انقسام خلوي [Aubert and Lansdorp ، 2008]. يعتمد طول التيلومير على العديد من العوامل بما في ذلك العمر والتاريخ التكاثري للخلية وذراع الكروموسوم ونوع الأنسجة [Aubert and Lansdorp، 2008 Wise et al.، 2009]. هناك تباين كبير بين الأفراد في طول التيلومير [Aviv et al.، 2009 Nordfjäll et al.، 2009] ، وتأثير وراثي على اختلاف الطول. قدرت دراسات التوائم والأسرة قابلية التوريث لمتوسط ​​طول تيلومير الكريات البيض من 44 إلى 84٪ [Jeanclos et al.، 2000 Njajou et al.، 2007 Slagboom et al.، 1994 Vasa-Nicotera et al.، 2004]. حددت تحليلات ارتباط السمات الكمية المواقع التي تؤثر على طول التيلومير في الكروموسومات 12q12.22 و 14q23.2 [Andrew et al.، 2006 Vasa-Nicotera et al.، 2004]. حدد رسم خرائط دقيق لموضع 12q12.22 تعدد الأشكال في BICD1 الجين الذي ارتبط بشكل كبير بطول التيلومير الأقصر [Mangino et al. ، 2008]. حددت دراسة الارتباط على مستوى الجينوم (GWAS) اثنين من أشكال النوكليوتيدات المفردة (SNPs) على الكروموسوم 18q12.2 المرتبط بطول تيلومير الكريات البيض في منطقة الجين VPS34 / PIKC3C [Mangino وآخرون ، 2009] ، والذي تم اقتراح مشاركته في التحكم في تباين طول التيلومير في الخميرة [Rog et al. ، 2005]. حددت GWASs الحديثة الأخرى ارتباطات بين طول تيلومير الكريات البيض والبروتين المرتبط بالتيلومير TERC [Codd et al.، 2010 Levy et al.، 2010] واقترح أحد الجينات المشاركة في تنظيم طول التيلومير ، OBFC1 (طيات ربط قليل النوكليوتيد / قليل السكاريد تحتوي على واحدة) [ليفي وآخرون ، 2010].

العلاقات العكسية بين طول التيلومير والشيخوخة ، ودورها في أمراض الشيخوخة المبكرة والمرتبطة بالعمر موثقة جيدًا [Aubert and Lansdorp، 2008 Garcia et al.، 2007]. ارتبط استنزاف التيلومير أيضًا بالعمليات الالتهابية والإجهاد التأكسدي ونمط الحياة غير الصحي [Mirabello et al.، 2009 Morlá et al.، 2006 von Zglinicki، 2002]. هناك أدلة متزايدة على أن التيلوميرات القصيرة مرتبطة ببدء وتطور السرطان [بلاسكو وآخرون ، 1997 هاكيت وجريدر ، 2002].

أظهر السرطان GWAS أن SNPs في الجينات التي تشفر البروتينات المرتبطة بالتيلومير عند 5p15.33 (TERT-CLPTM1L locus) و RTEL1 كانت مرتبطة بخطر الإصابة بالورم الدبقي [Shete et al.، 2009 Wrensch et al.، 2009] و / أو البنكرياس [Petersen et al.، 2010] و / أو سرطان الرئة [Jin et al.، 2009 Landi et al.، 2009 McKay وآخرون ، 2008]. بالإضافة إلى ذلك ، تشير دراسة الارتباط لأنواع الأورام المتعددة إلى هذا TERT-CLPTM1L قد تحتوي المنطقة على علامات مهمة لمخاطر الإصابة بالسرطان بشكل عام [رافنار وآخرون ، 2009]. من الممكن أن تكون هذه المتغيرات التسلسلية المرتبطة بالسرطان في الجينات المرتبطة بالتيلومير مرتبطة بتيلوميرات أقصر.

كانت دراسات عسر التقرن الخلقي وفشل نخاع العظام الموروث ومتلازمة الاستعداد للسرطان مهمة أيضًا في فهم عواقب خلل التيلومير [Savage and Alter ، 2009]. المرضى الذين يعانون من خلل التقرن الخلقي لديهم تيلوميرات قصيرة للغاية بالنسبة لأعمارهم ، ومخاطر عالية جدًا للإصابة بالعديد من السرطانات ، وطفرات في السلالة الجرثومية في الجينات المهمة في الحفاظ على التيلوميرات (DKC1, TERC, تيرت, نولا 3, TINF2، أو نولا 2) [أرمانيوس ، 2009 سافاج وألتر ، 2009]. يشمل الطيف الظاهري لاضطرابات بيولوجيا التيلومير أيضًا المرضى الذين يعانون من فقر الدم اللاتنسجي المعزول [Yamaguchi وآخرون ، 2005] ، وسرطان الدم النقوي الحاد [Calado et al. ، 2009] ، والتليف الرئوي مجهول السبب [Armanios et al. ، 2007] الذين قد يكون لديهم الطفرات في TERC أو تيرت.

يتم الحفاظ على غالبية البروتينات المعقدة المرتبطة والتيلومير بشكل تطوري للغاية [de Lange، 2004 Kanoh and Ishikawa، 2003 Li et al.، 2000 Mirabello et al.، 2008 Nakamura and Cech، 1998 Savage et al.، 2005]. وجدت دراسة وراثية سكانية حديثة استهدفت 37 جينًا لصيانة التيلومير في 53 مجموعة من سكان العالم أن هذه الجينات لها تنوع جيني محدود [ميرابيلو وآخرون ، 2008]. كانت غالبية جينات التيلومير ذات تنوع منخفض وترددات أليل أسلافية عالية وتمايز منخفض للسكان [ميرابيلو وآخرون ، 2008].

لا يُعرف الكثير عن كيفية ارتباط الاختلاف الجيني الشائع بطول التيلومير. نفترض أن الاختلاف الجيني الشائع في الجينات التي تشفر البروتينات المرتبطة بالتيلومير يمكن أن يؤثر على طول التيلومير. قمنا بتقييم الارتباط بين التباين الجيني في 43 جينًا مرشحًا لبيولوجيا التيلومير وطول التيلومير في كريات الدم البيضاء باستخدام علامات SNP من GWAS لسرطان الثدي والبروستاتا [Hunter et al. ، 2007 Yeager et al. ، 2007]. تقوم هذه الجينات بتشفير البروتينات التي يعتقد أنها متورطة إما في صيانة طول التيلومير أو مع بروتينات ربط التيلومير الضرورية لاستقرار وبنية التيلومير. Telomere length data was obtained from prospectively collected blood samples and measured using quantitative-polymerase chain reaction (Q-PCR) by the same laboratory [De Vivo et al., 2009 Mirabello et al., 2009 ].


Telomeres and age-related disease: how telomere biology informs clinical paradigms

Department of Oncology, Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center, and McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, Maryland, USA.

Address correspondence to: Mary Armanios, Department of Oncology, Johns Hopkins University School of Medicine, 1650 Orleans St., Cancer Research Building I Room 186, Baltimore, Maryland 21287, USA. Phone: 410.502.3817 Fax: 410.955.0125 E-mail: [email protected]

Find articles by Armanios, M. in: JCI | PubMed | منحة جوجل

Telomere length shortens with age and predicts the onset of replicative senescence. Recently, short telomeres have been linked to the etiology of degenerative diseases such as idiopathic pulmonary fibrosis, bone marrow failure, and cryptogenic liver cirrhosis. These disorders have recognizable clinical manifestations, and the telomere defect explains their genetics and informs the approach to their treatment. Here, I review how telomere biology has become intimately connected to clinical paradigms both for understanding pathophysiology and for individualizing therapy decisions. I also critically examine nuances of interpreting telomere length measurement in clinical studies.

Understanding basic biological mechanisms holds the potential to advance clinical paradigms. The emerging impact of telomerase and telomere biology in medicine provides a clear example of this promise. Research in this area was initially sparked by fundamental questions about how genomes are protected at chromosome ends, and focused on curiosity-driven questions in maize, yeast, and protozoa ( 1 ). These highly conserved molecular mechanisms have now led to unforeseen benefits for understanding idiopathic disease and have opened a new area of translational research. Here I review the trajectory of the evolving role of telomere biology in clinical paradigms and highlight how it has become central to understanding the pathophysiology of age-dependent disorders as well as for informing new approaches to their treatment.

Telomeres define the ends of linear chromosomes. They are made up of repetitive DNA sequences that are bound by specialized proteins. The human telomeric DNA sequence is a tandem repeat of TTAGGG that extends several kilobases (a mean of 10 kilobases in umbilical cord blood) ( 2 – 4 ). The telomere-binding complex of proteins, known as shelterin, together with telomere DNA, functions as a dynamic unit that protects chromosome ends from being recognized as broken DNA, thus preventing their degradation and participation in fusion events ( 5 ). Telomeres are therefore essential for the maintenance of genomic integrity.

Telomerase is the specialized polymerase that synthesizes new telomere repeats ( 6 , 7 ). It offsets the shortening that normally occurs with cell division since the replication machinery does not copy fully to the ends. Telomerase has two essential core components, the telomerase reverse transcriptase (TERT) and the telomerase RNA (TR), the latter of which provides the template for telomere repeat addition ( 8 – 10 ). In human cells, telomerase is the primary mechanism by which telomeric DNA is synthesized de novo. As will be discussed, mutations in the تيرت و TR genes are considered the most common cause of inherited human telomere-mediated disease ( 11 ). Even with mild perturbations in telomerase activity, telomere length homeostasis is disturbed and manifests in what has become recognized as a discrete syndrome complex, which recapitulates age-dependent disease processes ( 12 , 13 ). As such, these mutations and their clinical consequences are the primary focus of this Review.

Telomeres have long been linked to processes of cellular aging. Since the 1990s it has been known that telomere length predicts the onset of replicative senescence ( 14 , 15 ), a permanent state of cell cycle arrest that primary cells reach after they undergo a finite number of cell divisions ( 16 ). The fact that telomeres also shorten in vivo in humans with advancing age made a further compelling case for the idea that telomeres play a role in age-related processes. The evidence reviewed here shows that telomere shortening is sufficient to provoke age-related pathology. Several factors ensure that telomere shortening is a default state in somatic cells. Although telomerase offsets the end-replication problem, its levels are tightly regulated and only a few telomeres are elongated in each cell cycle ( 17 ). Therefore, even cells that may be relatively enriched for telomerase activity, such as hematopoietic stem cells, undergo telomere shortening with age ( 4 ). The incremental elongation of telomeres by telomerase can also be seen across generations ( 18 ). For both humans and mice, the telomere length of parentes determines the telomere length of their offspring ( 19 – 21 ). These observations have further established telomere length as a unique genotype (at times referred to as “the telotype”) and as a source of genetic variation across human populations ( 22 ).

When telomeres become critically short, they become dysfunctional and activate a DNA damage response that resembles double-strand breaks ( 23 ). The resulting signaling cascade provokes apoptosis and/or a permanent cell cycle arrest that, until recently, has been considered the primary functional consequence of senescence. Cell type–dependent factors determine whether apoptosis, senescence, or a combined phenotype predominates in response to dysfunctional telomeres ( 14 , 24 , 25 ), although the molecular effectors that discriminate between these pathways are not entirely understood.

Recently, a more complex understanding of the senescence phenotype has been emerging and suggests a closer link to disease mechanisms than was previously appreciated. For example, although senescent cells are quiescent in the cell cycle, for reasons that are not entirely clear, their gene expression profile is altered ( 26 ). One consequence of this altered gene expression is that senescent cells secrete a predictable profile of cytokines, chemokines, and proteases into culture media, a phenotype known as the senescence-associated secretory phenotype (SASP) ( 27 , 28 ). In vivo, the SASP has been hypothesized to play a role in the clearance of damaged cells ( 29 ). Telomere dysfunction is furthermore associated with a state of decreased cellular metabolic activity ( 25 , 30 ). In mice with short telomeres, defective cellular metabolism in the setting of senescence manifests as mitochondrial dysfunction and aberrant Ca 2+ signaling that cause insulin secretory defects by pancreatic β cells ( 25 ). These defects disturb glucose homeostasis in vivo. The fact that cellular senescence is associated with defective signaling and metabolism provides new contexts for understanding mechanisms of degenerative disease with age, particularly because these defects might occur in the absence of overt histopathology ( 25 ).

The most compelling evidence that telomeres contribute to aging comes from the fact that mutant telomerase and telomere genes cause telomere shortening that manifests in age-related phenotypes (see Telomere syndrome manifestations that overlap with human age-related phenotypes). Because telomere shortening is acquired universally with age, these disorders have a particular relevance for understanding mechanisms of age-related disease. Telomere-mediated disorders show two hallmarks of age-related disease: degenerative organ failure and a cancer-prone state ( 31 ). Age-related disease is additionally marked by atherosclerosis however, premature vascular disease has not been reported and does not, in our experience, seem to be accelerated in individuals with telomere disorders.

Eight genes have been implicated in monogenic telomere disorders (reviewed in ref. 22 ). The most prevalent are heterozygous mutations in تيرت و TR, which cause autosomal dominant disease. The dominant mode of inheritance occurs as a result of the sensitivity of telomere maintenance to telomerase levels, even when only one allele is perturbed ( 12 , 18 , 32 – 35 ). الطفرات في تيرت و TR usually cause significant morbidity after the reproductive age is reached, and a greater number of offspring are affected as a result of their dominant mode of inheritance. They are thus estimated to be the most prevalent cause of inherited telomere disorders, comprising at least 90% of cases ( 11 ). Mutations in genes encoding the X-linked telomerase accessory component, DKC1, which is essential for human TR stability, and the autosomal shelterin gene, TINF2, explain a significant subset of pediatric telomere syndrome cases, especially in the setting of dyskeratosis congenita, which was the first genetic disorder to be linked to telomere biology ( 36 – 38 ). Biallelic mutations in the conserved telomere component 1 gene, CTC1, which plays a putative role in telomere lagging strand synthesis, have also been recently implicated in rare autosomal recessive cases that also have predominantly pediatric presentations ( 39 – 41 ). There remains a subset of cases with inherited telomere phenotypes for which the mutant genes are unknown their identification is the focus of ongoing research.

Telomere-mediated disease has diverse presentations that span the age spectrum. Their type, age of onset, and severity depend on the extent of the telomere length defect. In infancy, severe telomere shortening manifests as developmental delay, cerebellar hypoplasia, and immunodeficiency, features that are recognized in the rare Hoyeraal-Hreidarsson syndrome ( 42 ). In children and young adults, telomere-mediated disease causes bone marrow failure and at times may be recognized in the mucocutaneous syndrome dyskeratosis congenita, which is defined by a triad of mucocutaneous features — skin hyperpigmentation, dystrophic nails, and oral leukoplakia ( 33 , 43 , 44 ). Telomere-mediated disease manifests in adults as isolated or syndromic clustering of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), liver cirrhosis, and bone marrow failure ( 31 ). متحولة تيرت و TR genes account for 8%–15% of familial and 1%–3% of sporadic pulmonary fibrosis cases ( 45 – 47 ). Because IPF affects at least 100,000 individuals in the United States, it is considered the most prevalent manifestation of the telomere disorders ( 11 ). An individual who carries a telomerase mutation will therefore most frequently be clinically recognized as an adult with familial pulmonary fibrosis. Adult-onset telomere disease may rarely also manifest as sporadic or familial myelodysplastic syndrome or acute myeloid leukemia ( 48 – 50 ). The co-occurrence of IPF and bone marrow failure within a single family is highly predictive for the presence of a germline telomerase defect ( 51 ).

Although the manifestations of telomere-mediated disease occur in multiple organs and may appear clinically different, it has been proposed that their shared short telomere length defect unifies them under the umbrella of a single syndrome continuum ( 12 , 22 , 31 , 45 , 46 , 51 ). This molecular classification is significant because the telomere defect is present in the germline of these patients and thus, even when a single presentation predominates, complications that are relevant to managing symptoms and averting complications may arise in other organs. The regrouping of what have historically been considered unrelated disorders provides new clinical insights as these conditions significantly overlap. The consideration of the telomere syndromes as a single spectrum exemplifies how a molecular classification of disease may help explain previously mysterious complications of treatment and refine clinical approaches.

The clinical manifestations of telomere shortening can be divided into two broad categories: those affecting high-turnover tissues and those affecting low-turnover tissues. This distinction is important for understanding disease patterns because the high-turnover phenotypes tend to appear first in pediatric populations and represent more severe disease (ref. 51 and Figure 1). For example, telomere syndromes in infancy manifest as severe immunodeficiency, which affects B cells, T cells, and NK cells, coincident with the extraordinary replicative demands on the adaptive immune system during this period of development ( 42 , 52 , 53 ). Bone marrow phenotypes tend to appear later in children and young adults as isolated cytopenias or aplastic anemia ( 43 , 45 , 51 , 54 ). The hematopoietic defects have been studied in animal models and represent a stem cell failure state whereby short telomere length limits both stem cell number and function ( 33 , 51 , 55 – 57 ). The telomere-mediated bone marrow failure phenotype is stem cell autonomous because allogeneic stem cell transplantation can reverse this state. The gastrointestinal epithelium, another high-turnover compartment, is also affected in a subset of patients who develop an enteropathy marked by villous blunting that resembles celiac disease ( 53 ). These intestinal phenotypes are similarly thought to be caused by stem cell failure that appears as villous atrophy in mice with short telomeres ( 18 , 58 ).

Clinical manifestations of telomere disorders and their onset relative to tissue turnover rate. Shown are representative images of diagnostic histopathology and radiographic studies in patients with telomere-mediated disease (أد) and 5-ethynyl-2′-deoxyuridine (EdU) incorporation detected in corresponding mouse tissues (هح). The estimated turnover rate of more than 90% of cells is indicated for each pair of images. (أ) Photomicrograph of a bone marrow biopsy showing an acellular marrow replaced by adipose tissue with only remnants of hematopoiesis, taken from an individual with aplastic anemia. Image reproduced with permission from Annual Reviews of Genomics and Human Genetics ( 31 ). (ب) Histopathology of a duodenal biopsy from a patient with telomere-mediated enteropathy shows profound villous atrophy. Image reproduced with permission from Aging Cell ( 53 ). (ج) Abdominal CT scan image from a patient with liver cirrhosis, as evidenced by the nodular liver surface, the caudate lobe hypertrophy, and splenomegaly. (د) Lung windows of a chest CT scan from a carrier of the telomerase mutation show classic basilar honeycombing changes pathognomonic for IPF. (ه) Flow cytometry plot of EdU incorporation in the bone marrow after a short (2-hour) pulse, showing that nearly one-third of the cells have undergone division. (F) Immunohistochemistry of intestinal section after a EdU pulse (5 days) shows that nearly all enteric epithelial cells are positively labeled (brown). (جي) Brown staining shows EdU-labeled hepatocytes after EdU labeling (14 days). (ح) Image of terminal bronchiole shows EdU-positive lung epithelial cells (red) identified by the Clara cell antigen (green) after 14 day label.

More commonly, telomere-mediated disease manifests in slow-turnover tissues, such as the lung and the liver (Figure 1). These phenotypes frequently appear as de novo adult-onset disease, in contrast to the pediatric presentations of dyskeratosis congenita and related disorders. IPF presents at a mean age between 50 and 60 years (range 31–87) ( 35 , 45 , 47 , 51 , 59 , 60 ), and telomere-related cryptogenic liver fibrosis, based on reported cases, presents at a mean of 37 years (range 20–57) ( 12 , 59 , 61 ). The mechanisms of these adult-onset disorders can also be distinguished in animal models. In contrast to the high-turnover phenotypes that are readily evident in the telomerase knockout mouse, telomere dysfunction in slow-turnover organs serves as the first of multiple acquired “hits” that contribute ultimately to organ failure (Figure 2). For example, mice with short telomeres do not develop de novo lung phenotypes, but acquire them only after chronic injury such as with cigarette smoke ( 62 ). Similarly, liver damage is only detected when mice with short telomeres are challenged with carbon tetrachloride ( 63 ). In the endocrine pancreas, telomere dysfunction cooperates with genetically induced endoplasmic reticulum stress to cause β cell apoptosis and manifest in worsening diabetes severity ( 25 ). Therefore, in tissues in which adult cell turnover is minimal, telomere dysfunction disturbs organ homeostasis because of cumulative hits in long-lived cells and eventually culminates in what appears as irreversible adult-onset disease (Figure 2). The cell types responsible for the telomere-induced fibrotic disorders are not known, but it has been hypothesized that these disorders, similar to the telomere-dependent bone marrow and intestinal defects, represent stem cell failure states ( 45 ). This framework has important implications for treatment strategies, as discussed below.

Model for understanding the mechanisms of telomere-mediated disease in high- and low-turnover tissues. In high-turnover tissues (left), cell replication is the primary determinant of disease onset. In contrast, in low-turnover tissues (right), other genetic and acquired hits contribute to disease onset. In both cases, telomere dysfunction induces apoptosis and/or senescence. The senescence phenotype may be associated with gene expression changes, mitochondrial dysfunction, aberrant Ca 2+ signaling, and the SASP.

Telomere length is the primary determinant of disease onset and predominant presentation in telomere disorders. This observation is supported by the fact that in families that carry mutant telomerase genes and display autosomal dominant inheritance, the disease worsens and appears earlier with each successive generation as the telomere length shortens ( 12 , 64 ). Genetic anticipation due to telomere shortening was first recognized in telomerase-null mice, which develop worsening phenotypes with successive breeding ( 18 , 58 , 65 ). In very late generations, mice die at pre-reproductive ages, which eventually limits the genetic lineage ( 19 ). The severity of the genetic anticipation in human families correlates in part with the extent of telomerase loss of function — families with functionally null telomerase alleles show more evident changes in onset across consecutive generations, in contrast to families that carry hypomorphic mutations ( 12 , 35 ). Telomere phenotypes also evolve in autosomal dominant telomere syndromes. In older generations, slow-turnover disease tends to predominate, with IPF being the primary first complication. In later generations, a bone marrow failure–predominant phenotype often comes to attention first ( 51 ). Therefore, a single telomerase gene mutation can have heterogeneous manifestations within a given family ( 51 ). This evolving pattern is unique to these Mendelian disorders and distinguishes the telomere syndromes from other conditions that show genetic anticipation, such as the trinucleotide repeat expansion syndromes ( 66 ). Clinically, this pattern of inheritance poses particular challenges to genetic counseling discussions with at-risk individuals, as the type and onset of disease may be heterogeneous and difficult to predict.

Telomere-mediated organ failure typically has a protracted course, especially in adults who may have subclinical disease for many years before becoming symptomatic ( 67 ). In some cases, for example with an offending insult such as an infection or an exposure to drug toxicities, acute declines can be sustained. In the past, this progressive course has led to a view of telomere disorders (such as aplastic anemia and IPF) as autoimmune processes, and to their empiric treatment with immunosuppression ( 33 ). With clear causal links to telomere defects, and with a growing appreciation for the full spectrum of telomere phenotypes, it is now possible to identify affected patients and thus to refine the treatment approach. Patients with telomere-related syndromes are known to have a higher incidence of adverse events with cytotoxic therapies ( 44 ) which makes the diagnostic considerations particularly important. The current treatment for telomere-mediated organ failure is primarily supportive, and its complete reversal is feasible only with organ transplantation. Below I highlight some examples in which telomere biology has affected clinical paradigms.

Patients with telomere syndromes may have subtle cosmetic features of aging (e.g., premature hair graying), but dysmorphic features are not sensitive and, in our experience, not sufficiently robust to make the diagnosis, even with training. In the setting of bone marrow transplantation, such diagnostic decisions are particularly imperative because patients with telomere syndrome have historically had poor outcomes with conventional bone marrow transplantation (reviewed in ref. 44 ). Morbidity and mortality occur primarily because of pulmonary and liver toxicity related to chemotherapy used in standard conditioning transplant regimens. With appreciation for the broad telomere-related clinical spectrum, and with the availability of DNA sequencing and telomere length measurement, improved selection has allowed for the testing of reduced-intensity regimens in dedicated studies for patients with telomere disorders. This approach has shown promising short-term outcomes ( 68 ).

IPF treatment is another evolving area in which telomere biology challenges current treatment approaches. IPF is a progressive disorder with a mean survival of 3 years from diagnosis ( 69 ). No approved treatments for IPF are currently available, and lung transplantation is accessible to only a small subset of patients who develop end-stage lung disease (less than 5%) ( 70 , 71 ). Although telomerase mutations are the most commonly identifiable genetic cause for familial pulmonary fibrosis, short telomere length in pathological ranges is a common feature even in IPF patients without mutations ( 11 ). The telomere length defect is likely in the germline, as it is concurrently seen in multiple leukocyte subsets as well as lung epithelial cells ( 46 ). This observation has led to the idea that short telomere length may be a risk factor for this disease ( 46 ). In support of the idea that telomere length might play a role in driving apparently sporadic IPF is the observation that a subset of IPF patients concomitantly develops cryptogenic liver cirrhosis, another telomere-mediated phenotype ( 46 ). In the past two decades, the idea that IPF may be an immune-mediated disease has led to the use of immunosuppressive therapy outside and within clinical trials (ref. 72 and references therein). A recent phase III trial that randomized patients with IPF to the immunosuppressive regimen of N-acetyl cysteine alone, a combination of N-acetyl cysteine, prednisone, and azathioprine, or placebo alone was stopped early because the mortality rate in the group receiving combination treatment was 8-fold higher than that in the placebo group ( 73 ). The majority of deaths were reported as respiratory in nature, but it remains unclear whether they were indirectly related to systemic toxicity. Although the role of telomere defects in sporadic forms of IPF is not yet fully understood, the lack of efficacy combined with the increased toxicity seen in recent immunosuppression trials suggests that future clinical approaches to IPF treatment should account for the fact that patients with this form of idiopathic interstitial pneumonia may be exquisitely sensitive to cytotoxic drugs. IPF patients also fare poorly with cancer treatment, an observation that is not commonly noted in patients with other lung disorders ( 74 ). It has been suggested that the apparently irreversible scarring pattern of IPF may represent a stem cell failure state that will not amenable to reversal with immunosuppression similar to telomere-mediated aplastic anemia ( 45 ). Ultimately, fundamental research in lung biology following the telomere genetic clues has the potential to open paths to new treatment paradigms for age-dependent fibrotic lung disease.

One important breakthrough that has emerged from the study of human monogenic disorders is the delineation of clinically meaningful thresholds for telomere shortening. Through the use of the telomere length method of flow cytometry and fluorescence in situ hybridization ( 75 ), the lymphocyte telomere length in patients with telomere syndrome can be stratified relative to age-matched controls in the population. Early studies that have examined this tool in the monogenic telomere disorders suggest that a threshold below the tenth percentile is sensitive, and below the first percentile is fairly specific, for distinguishing individuals who carry mutant telomere genes from their relatives who are noncarriers ( 45 , 46 , 76 ). These ranges have allowed for the use of this validated method for testing telomere length in the diagnostic work-up of suspected telomere disorders.

The fact that certain age-adjusted thresholds of telomere length have predictive value in clinical settings is significant because short leukocyte telomere length has been associated with numerous disease states and environmental factors, including chronic inflammatory states such as cancer (reviewed in ref. 77 ), cardiovascular disease (reviewed in ref. 20 ), and acquired states such as emotional stress, poor socioeconomic status, and education levels (reviewed in refs. 78 , 79 ). Although some of these variables have shown statistically significant telomere shortening consistently across studies, the biological consequences of this relative shortening cannot be equated with the severe telomere length defects seen in the monogenic telomere disorders (Figure 3). While the differences may be statistically significant, the absolute telomere length change in some cases may be small and might therefore reflect acquired replicative stress states rather than telomere-driven degenerative changes such as with the monogenic telomere syndromes. This important caveat should be considered in the interpretation of telomere epidemiology studies.

Telomere syndromes have defined pathological ranges of telomere shortening. Although short telomere length (TL) has been associated with numerous conditions, in some cases, the shortening reflects acquired replicative stress states rather than telomere-driven degenerative changes. (أ) Putative dataset showing large effect size and short telomere length outside of the normal age-adjusted range. (ب) Small and statistically significant change in telomere length in hypothetical dataset is less likely to reflect a telomere-mediated process.

Clinical observations in patients with telomere syndromes also shed light on the role of telomeres in cancer, which until recently had been primarily studied in cell culture and animal models. Like other DNA repair disorders, telomere disorders are cancer prone however, the overall incidence is relatively low ( 80 ). The cancer-related mortality in patients with telomere syndrome is not known, but it has been estimated that 10% of patients with dyskeratosis congenita are diagnosed with cancer ( 54 , 80 ). However, that estimate likely includes skin squamous cell cancers, which are prevalent in this group of patients and are usually not lethal ( 54 ). Cancers in dyskeratosis congenita have a predilection for high-turnover tissues, with squamous cell carcinomas of the skin and upper aerodigestive tract, myelodysplasia, and acute myeloid leukemia being the most common ( 80 ). In a cohort of adults with IPF with تيرت mutations, 10% self-reported a history of cancer, although this rate was not adjusted for age or other exposures ( 60 ). These clinical observations make it clear that although telomere syndrome patients are at significantly increased risk for developing cancer, degenerative disease accounts for the majority of the morbidity and mortality in at least 90% of cases.

The relatively low overall incidence of cancers in patients with telomere disorders underscores the fact that in the presence of an intact DNA damage response, short telomere length predominantly causes cell loss in humans. These observations are in line with the long-hypothesized role of telomere shortening as a powerful tumor-suppressive mechanism ( 81 ). Studies in animal models have shown that short telomeres suppress tumorigenesis by mediating p53-dependent apoptosis and senescence ( 82 ). In mice with short telomeres that also lack p53, genomic instability fuels carcinogenesis ( 83 – 85 ). Whether short telomere length in human cancers may contribute to genomic instability at a low level remains a question of ongoing study. Other explanations have been hypothesized to underlie the tumor-prone nature of telomere syndromes, such as compromised immunosurveillance due to the associated immunodeficiency phenotype ( 22 ). The stem cell exhaustion state itself has also been proposed to contribute to tumorigenesis, and this would explain the tumor-prone nature of stem cell failure states, such as occurs with non–telomere-mediated aplastic anemia. The clinical study of disease driven by telomere defects provides a unique opportunity to refine current ideas about the role of telomere dysfunction in human cancer development and progression.

Hypothesized molecular mechanisms for aging in modern biology have abounded. These have included stem cell failure, mitochondrial dysfunction, genotoxic stress, and epigenetic changes. Recent cumulative evidence points to telomere shortening as sufficient to provoke all these mechanisms. The manifestations of telomere-mediated disease, especially in adults, can be subtle and are often indistinguishable from the slow, gradual functional decline that is a hallmark of aging. The compelling clinical evidence therefore points to telomere shortening itself as being sufficient, or perhaps more broadly representing forms of genotoxic stress that contribute to age-related changes.

In the past decade, telomere biology has provided a molecular rationale for unifying a group of historically considered unrelated disorders under the umbrella of telomere syndromes. The rich, context-dependent clinical presentations of these single-gene disorders and their now appreciated overlap highlight how a molecularly based understanding of disease can refine clinical care at the bedside. This new understanding underscores how the interpretation of increasingly available genetic information might require clinical contextualization before it can be readily applied. Beyond these conceptual considerations, telomere biology has of late brought new tools for diagnosis as well as for understanding disease mechanisms in areas that have long been perplexing to clinicians. Such novel paradigms are particularly needed when it comes to approaching difficult problems such as IPF. The coming years will undoubtedly point to new examples of how the biology of these DNA ends may advance clinical care.

I am particularly indebted to Jonathan Alder for helpful discussions and for assistance with the figures, and to Carol Greider for critical comments on the manuscript. I acknowledge funding support from the NIH (grants R21 HL104345 and RO1 CA160433), the Maryland Stem Cell and Commonwealth Foundations, and the Flight Attendants Medical Research Institute.

Conflict of interest: The author has declared that no conflict of interest exists.

Reference information: ياء كلين إنفست. 2013123(3):996–1002. doi:10.1172/JCI66370.


مقدمة

The immortal DNA strand hypothesis, originally proposed by Cairns in 1975, poses that adult mammalian stem cells do not segregate DNA strands randomly after proliferation [1]. Instead, stem cells might preferentially retain the parental ancestral strand, whereas the duplicated strand is passed onto differentiated cells with limited life span (Fig 1). In principle, such hierarchical tissues could produce differentiated progeny indefinitely without accumulating any proliferation-induced mutations in the stem cell compartment [2,3]. Experimental evidence supporting this hypothesis comes from BrdU stain tracing experiments both في المختبر و في الجسم الحي [4–7]. Evidence from spindle orientation bias in mouse models of normal and precancerous intestinal tissue corroborated these findings, suggesting that strand segregation is then lost during tumourigenesis [8]. However, many of the experiments suffer from uncertainties in stem cell identity and a definite mechanism of strand recognition remains unknown [9]. Hence why Cairns hypothesis remains controversial [10].

أ) During replication of the ancestral DNA strand, errors (dashed line) might occur. If these errors are not corrected by intrinsic DNA repair mechanisms, they become permanently fixed in daughter cells after the next cell division. However, the original ancestral strand is still present and can provide the blue print for additional non-mutated copies of DNA. ب) In principle, a stem cell driven tissue allows for non-random DNA strand segregation. Preferentially segregating ancestral DNA strands into stem cells and duplicated strands into differentiated cells with limited life span can drastically reduce the accumulation of somatic mutations in tissues.

Orthogonal studies based on the expected accumulation of somatic mutations in healthy human tissues have argued against the immortal strand hypothesis [11,12]. However, the mere accumulation of somatic mutations in healthy tissue neither supports nor negates the immortal strand hypothesis في الجسم الحي. Here, we show that measuring the change of the mutational burden and, most crucially, the change of the variance of the mutational burden with age allows determining the probability of DNA strand segregation and the per cell mutation rate in healthy human tissues. First, we outline the approach and then apply it to genomic data from healthy human colon, small intestine, liver, skin and brain tissue. The data comes from four recent independent studies on mutational burden in healthy tissues [13–16], which contain information on in total 39 individuals at different ages and analysed genomes of 341 single cells. We find evidence for non-random strand segregation in all adult tissues and significant differences in somatic mutation rates between tissues, but less prominent strand-segregation in brain tissue during early development.


الحواشي

One contribution of 15 to a Discussion Meeting Issue ‘The new science of ageing’.

هذا مقال مفتوح الوصول يتم توزيعه بموجب شروط ترخيص Creative Commons Attribution License ، والذي يسمح بالاستخدام غير المقيد والتوزيع والاستنساخ بأي وسيلة ، بشرط الاستشهاد بالعمل الأصلي بشكل صحيح.

مراجع

. 2005 Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres . تطوير الجينات. 19, 2100–2110.doi:

. 2007 The epigenetic regulation of mammalian telomeres . نات. القس جينيه. 8, 299–309.doi:

Greider C. W.& Blackburn E. H.

. 1985 Identification of a specific telomere terminal transferase activity in رباعية الغشاء extracts . زنزانة 43, 405–413.doi:

. 2005 Telomeres and human disease: aging, cancer and beyond . نات. القس جينيه. 6, 611–622.doi:

2007 Telomerase mutations in families with idiopathic pulmonary fibrosis . N. Engl. جيه ميد. 356, 1317–1326.doi:

Mitchell J. R., Wood E.& Collins K.

. 1999 A telomerase component is defective in the human disease dyskeratosis congenita . طبيعة سجية 402, 551–555.doi:

Tsakiri K. D., Cronkhite J. T., Kuan P. J., Xing C., Raghu G., Weissler J. C., Rosenblatt R. L., Shay J. W.& Garcia C. K.

. 2007 Adult-onset pulmonary fibrosis caused by mutations in telomerase . بروك. ناتل أكاد. علوم. الولايات المتحدة الأمريكية 104, 7552–7557.doi:

Vulliamy T., Marrone A., Goldman F., Dearlove A., Bessler M., Mason P. J.& Dokal I.

. 2001 The RNA component of telomerase is mutated in autosomal dominant dyskeratosis congenita . طبيعة سجية 413, 432–435.doi:

Blasco M. A., Funk W., Villaponteau B.& Greider C. W.

. 1995 Functional characterization and developmental regulation of mouse telomerase RNA component . علم 269, 1267–1270.doi:

Blasco M. A., Lee H.-W., Hande P., Samper E., Lansdorp P., DePinho R. A.& Greider C. W.

. 1997 Telomere shortening and tumor formation by mouse cells lacking telomerase RNA . زنزانة 91, 25–34.doi:

Lee H.-W., Blasco M. A., Gottlieb G. J., Greider C. W.& DePinho R. A.

. 1998 Essential role of mouse telomerase in highly proliferative organs . طبيعة سجية 392, 569–574.doi:

Herrera E., Samper E.& Blasco M. A.

. 1999 Telomere shortening in mTR−/− embryos is associated with a failure to close the neural tube . EMBO J. 18, 1172–1181.doi:

García-Cao I., García-Cao M., Tomás-Loba A., Martín-Caballero J., Flores J. M., Klatt P., Blasco M. A.& Serrano M.

. 2006 Increased p53 activity does not accelerate telomere-driven ageing . ممثل EMBO. 7, 546–552. PubMed, Google Scholar

Espejel S., Franco S., Sgura A., Gae D., Bailey S. M., Taccioli G. E.& Blasco M. A.

. 2002 Functional interaction between DNA-PKcs and telomerase in telomere length maintenance . EMBO J. 21, 6275–6287.doi:

Espejel S., Franco S., Rodríguez-Perales S., Bouffler S. D., Cigudosa J. C.& Blasco M. A.

. 2002 Mammalian Ku86 mediates chromosomal fusions and apoptosis caused by critically short telomeres . EMBO J. 21, 2207–2219.doi:

González-Suárez E., Samper E., Flores J. M.& Blasco M. A.

. 2000 Telomerase-deficient mice with short telomeres are resistant to skin tumorigenesis . نات. جينيه. 26, 114–117.doi:

Flores I., Cayuela M. L.& Blasco M. A.

. 2005 Effects of telomerase and telomere length on epidermal stem cell behavior . علم 309, 1253–1256.doi:

Siegl-Cachedenier I., Flores I., Klatt P.& Blasco M. A.

. 2007 Telomerase reverses epidermal hair follicle stem cell defects and loss of long-term survival associated with critically short telomeres . J. خلية بيول. 179, 277–290.doi:

. 2009 A p53-dependent response limits epidermal stem cell functionality and organismal size in mice with short telomeres . بلوس واحد 4, e4934.doi:

Flores I., Canela A., Vera E., Tejera A., Cotsarelis G.& Blasco M. A.

. 2008 The longest telomeres: a general signature of adult stem cell compartments . تطوير الجينات. 22, 654–667.doi:

. 2007 Cancer and ageing: convergent and divergent mechanisms . نات. القس مول. زنزانة. بيول. 8, 715–722.doi:

González-Suárez E., Geserick C., Flores J. M.& Blasco M. A.

. 2005 Antagonistic effects of telomerase on cancer and aging in K5-mTert transgenic mice . الأورام 24, 2256–2270.doi:

2008 Telomerase reverse transcriptase delays aging in cancer resistant mice . زنزانة 35, 609–622.doi:

García-Cao I., García-Cao M., Martín-Caballero J., Criado L. M., Klatt P., Flores J. M., Weill J. C., Blasco M. A.& Serrano M.

. 2002 ‘Super p53’ mice exhibit enhanced DNA damage response, are tumor resistant and age normally . EMBO J. 21, 6225–6235.doi:

2007 Delayed ageing through damage protection by the Arf/p53 pathway . طبيعة سجية 448, 375–379.doi:

Campbell K. H., McWhir J., Ritchie W. A.& Wilmut I.

. 1996 Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured cell line . طبيعة سجية 380, 64–66.doi:

. 2006 Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors . زنزانة 126, 663–676.doi:

Takahashi K., Tanabe K., Ohnuki M., Narita M., Ichisaka T., Tomoda K.& Yamanaka S.

. 2007 Induction of pluripotent stem cells from adult human fibroblasts by defined factors . زنزانة 13, 861–872.doi:

Marión R. M., Strati K., Li H., Tejera A., Schoeftner S., Ortega S., Serrano M.& Blasco M. A.

. 2009 Telomeres acquire embryonic stem cell characteristics in induced pluripotent stem cells . الخلية الجذعية للخلايا 4, 141–154.doi:

Marión R. M., Strati K., Li H., Murga M., Blanco R., Ortega S., Fernandez-Capetillo O., Serrano M.& Blasco M. A.

. 2009 A p53-mediated DNA damage response limits reprogramming to ensure iPS cell genomic integrity . طبيعة سجية 460, 1149–1153.doi:

Savage S. A., Stewart B. J., Weksler B. B., Baerlocher G. M., Lansdorp P. M., Chanock S. J.& Alter B. P.

. 2006 Mutations in the reverse transcriptase component of telomerase (TERT) in patients with bone marrow failure . خلايا الدم مول. ديس. 37, 134–136.doi:

. 2008 The role of telomere biology in bone marrow failure and other disorders . ميكانيكي. Ageing Dev. 129, 35–47.doi:

Walne A. J., Vulliamy T., Beswick R., Kirwan M.& Dokal I.

. 2008 TINF2 mutations result in very short telomeres: analysis of a large cohort of patients with dyskeratosis congenita and related bone marrow failure syndromes . دم 112, 3594–3600.doi:

2009 Increased telomere fragility and fusions resulting from TRF1 deficiency lead to degenerative pathologies and increased cancer in mice . تطوير الجينات. 23, 2060–2075.doi:

Sfeir A., Kosiyatrakul S. T., Hockemeyer D., MacRae S. L., Karlseder J., Schildkraut C. L.& de Lange T.

. 2009 Mammalian telomeres resemble fragile sites and require TRF1 for efficient replication . زنزانة 138, 90–103.doi:

Tejera A., Stagno d'Alcontres M., Thanasoula M., Marión R. M., Martínez P., Liao C., Flores J. M., Tarsounas M.& Blasco M. A.

. 2010 TPP1 is required for TERT recruitment, telomere elongation during nuclear reprogramming, and normal skin development in mice . ديف. زنزانة 18, 775–789.doi:

2010 Mammalian Rap1 controls telomere function and gene expression through binding to telomeric and extratelomeric sites . نات. خلية بيول. 12, 768–780.doi:


شاهد الفيديو: الطفرة point mutation (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Sebestyen

    إجابة جيدة ، برافو :)

  2. Vitaxe

    أعتقد أنك سوف تسمح للخطأ. أقدم لمناقشته. اكتب لي في رئيس الوزراء ، سنتحدث.

  3. Deven

    وهل يمكن إعادة صياغتها؟

  4. Zololmaran

    كل ما سبق صحيح.

  5. Mezigrel

    لا شيء جديد :(

  6. Boulus

    بدلاً من ذلك ، يكتب النقاد خياراتهم بشكل أفضل.



اكتب رسالة