诺贝尔奖的思考课件

诺贝尔奖的思考生老病死，这或许是人类生命最为简洁的概括，但其中却蕴藏了无数的奥秘。染色体是真核生物遗传物质的载体，维持其稳定性对于高等生物至关重要．然而，作为生命蓝图的承载者，染色体却处在一个危机四伏的环境中，经常遭到细胞内多种不利因素的干扰和破坏．可以想象，如果得不到有效保护，DNA稳定性难以维持，后果将不堪设想．染色体的末端存在着一种特殊的结构，这种结构对于染色体的稳定性至关重要，犹如一道“防护屏障”保护着染色体。三位美国科学家，凭借“发现端粒和端粒酶是如何保护染色体的”这一成果，揭开了人类衰老和罹患癌症等严重疾病的奥秘,获得２００９年诺贝尔生理学或医学奖.2009年诺贝尔生理学或医学奖得主杰克·绍斯塔克卡萝尔·格雷德伊丽莎白·布莱克CONTENT探索过程端粒酶的应用前景思考及感悟端粒和端粒酶端粒的作用端粒高度的保守性表明端粒具有非常重要的作用．其主要功能包括：保护染色体末端．真核生物的端粒DNA如帽子一般保护染色体末端免于被化学修饰或被核酶降解，同时可能还有防止端粒酶对端粒进行进一步延伸的作用．改变端粒酶的模板序列将导致端粒的改变，从而诱导细胞衰老和死亡．

解决染色体复制时末端丢失问题．细胞分裂、染色体进行半保留复制时存在染色体末端丢失的问题．随着细胞的不断分裂，DNA丢失过多，将导致染色体断端彼此发生融合，形成双中心染色体、环状染色体或其他不稳定形式。端粒的存在可以起到缓冲保护的作用，从而防止染色体在复制过程中发生丢失或形成不稳定结构

细胞的“生命钟”．染色体复制的上述特点决定了细胞分裂的次数是有限的，端粒的长度决定了细胞的寿命，故而被称为“生命的时钟”[28]．

固定作用．染色体的末端位于细胞核边缘，人类端粒DNA和核基质中的蛋白相互作用，以TTAGGG结构附着于细胞核基质．此外，还发现端粒存在位置效应．这是由于端粒序列改变了染色体的结构，使得接近端粒处的染色体区域形成异染色质，而且这一区域位于核膜附近，离体条件下不易被DNaseⅠ接近，活体内不易受到DNA修饰酶的作用．由于聚合酶和转录因子不容易接近，抑制了附近基因的表达，这种现象称为端粒的位置效应。另外，有些研究还显示端粒与核运动有关，可能对同源染色体的配对重组有重要意义．端粒酶端粒酶是使端粒延伸的反转录DNA

合成酶，是RNA

和蛋白质组成的核糖核酸-蛋白复合物，其RNA

组分为模板，蛋白组分具有催化活性，以端粒3'末端为引物，合成端粒重复序列。端粒酶的作用端粒酶能延长缩短的端粒(缩短的端粒其细胞复制能力受限)，从而增强体外细胞的增殖能力。端粒酶在正常人体组织中的活性被抑制，在肿瘤中被重新激活，端粒酶可能参与恶性转化。端粒酶在保持端粒稳定、基因组完整、细胞长期的活性和潜在的继续增殖能力等方面有重要作用。端粒酶的存在，就是把DNA复制的缺陷填补起来，即由把端粒修复延长，可以让端粒不会因细胞分裂而有所损耗，使得细胞分裂的次数增加。端粒好像一架细胞的“生命时钟”，让细胞准时凋亡；而端粒酶像一群勤劳的修复工，只要它们出现在细胞中，就会及时将磨损的端粒修好，让它恢复到原来的长度，这样端粒就能永不磨损，而细胞也可以“长生不老”．听起来，这真是件美妙的事儿．可当细胞不会死亡，危险就出现了——这群细胞就成了恶性肿瘤．若给端粒酶贴个标签，可以写成“一半是魔鬼，一半是天使”。有端粒酶

无端粒酶探索历程1938年，Hermann

Muller命名染色体末端特殊部分——端粒1939年，BarbaraMcClintock发现玉米细胞的染色体断裂末端容易融合1972年，JamesWatson提出染色体复制的末端隐缩问题1978年，报道四膜虫的端粒序列1982年，端粒的发现导致人工染色体的发明1984年，报道酵母的端粒序列1985年，报道四膜虫的端粒酶活性1989年，报道四膜虫端粒酶的RNA亚基1994年，报道酵母端粒酶的RNA亚基1995年，报道酵母端粒酶活性1996年，纯化了四膜虫端粒酶的催化亚基

遗传筛选到酵母端粒酶的催化亚基1997年，证明了四膜虫和酵母端粒酶的催化亚基2009年，Liz和Carol揭示了染色体是如何被端粒和端粒酶保护端粒酶与体外细胞寿命延长端粒酶与治疗肿瘤的前景端粒酶的应用前景端粒酶与人类恶性肿瘤的早期诊断及预后判断端粒酶与人类恶性肿瘤的早期诊断及预后判断由于大多数恶性肿瘤及细胞株端粒酶活性高表达，这种相关性表明：端粒酶活性与人类恶性肿瘤密切相关。人类最常见的恶性肿瘤如前列腺癌、乳腺癌、结肠癌、肺癌和肝癌中86%~95%的患者，甚至在原位癌期，均可检测到端粒酶活性。而乳腺癌、肺癌、口腔癌、鼻咽癌和食道癌的极早期，甚至癌前病变期就能检测到端粒酶活性。有证据表明：端粒酶活性有可能成为人类恶性肿瘤的早期诊断的标志物，在临床应用上有很广阔的前景．如Toshikuni等检测原发性肝癌中端粒酶活性、hTEP1和hTEPT的表达，HCC和邻近组织端粒酶阳性率分别为95.6%(22/23)和26.0%(6/23)；23例HCC和邻近组织均可检测到hTEP1mRNA；HCC中hTERT表达阳性率为100%(23/23)；而邻近组织中阳性表达仅为30.4%(7/23)．肿瘤的发生可分为启动、促癌、演进3个阶段，端粒酶的激活可能发生于启动阶段的后期．认识这一点，有可能使我们干预端粒酶的激活过程，从而阻断细胞的恶性化转变，在肿瘤的化学预防中具有重大意义．端粒酶能否预测肿瘤的预后目前尚有争论，许多研究表明，肿瘤组织中的端粒酶表达与某些肿瘤的预后有关，在胃癌、乳腺癌、大肠癌和神经母细胞癌中，端粒酶活性的高低与患者临床病理因素有统计学关系，认为端粒酶是一个有价值的肿瘤预后标记物．端粒酶与治疗肿瘤的前景目前以端粒酶为靶点的抗癌药物设计策略包括端粒酶RNA模板区突变和模板区抑制的基因操作以及编码端粒结合蛋白基本突变的遗传操作．另外，染色体转移、诱导分化、细胞周期调节以抑制端粒酶活性亦为重要的策略．有研究提出新的治疗方法：抗端粒酶因子+传统治疗方法，以限制少数幸存的肿瘤细胞的增生，阻止肿瘤的复发．在上述肿瘤治疗方法中，备受关注的是干扰素．细胞表面存在着干扰素受体，干扰素通过和受体结合，对多种细胞因子产生调节作用，包括生长因子、蛋白激酶、信号传递过程等，而端粒酶活性依赖信号传导系统和蛋白激酶的作用．因为干扰素可抑制某些癌基因的表达，如原癌基因c-myc．而hTERT基因是c-myc转录的目标，因此干扰素可以通过对c-myc蛋白的抑制来达到对端粒酶活性的抑制，而hTERTmRNA也可能是干扰素作用对象．Alain等通过前列腺癌研究发现，myc过表达与hTERT阳性肿瘤有明显相关性，在11例hTERT阴性肿瘤仅有2例myc过表达，而11例低水平表达的肿瘤中有7例myc过表达，在11例高水平表达的肿瘤有10例myc过表达．抑制c-myc的表达能够抑制端粒酶的活性，因此原癌基因c-myc与端粒酶调节的关系日益受到重视．端粒酶与体外细胞寿命延长Bodnar等报道，已将克隆的端粒酶cDNA导入质粒，然后转染无端粒酶活性的正常人细胞，与未转染的细胞进行培养比较，发现细胞的生长寿命至少提高了20倍，对照细胞培养数代后出现强β－半乳糖苷酶活性(衰老标志)．这一研究表明在体外延长细胞寿命的细胞具有更为广泛的用途．首先，在研究生长和分化的生理生化特征方面克隆的永生化细胞比已经建立的肿瘤细胞系具有更大的优势，因为它更能代表机体内的正常生理状态；其次，能长期生存的正常的人类细胞可用来生产工程化的生物技术产品；再次，扩增了数代的遗传上重新年轻化的细胞可在基因治疗时用作自体的或异体的细胞．这样一来，经端粒酶处理过的年轻化的细胞不管是在生物学研究、制药工业和医学上都具有重要意义．思考感悟其实，巨大的成就源自转瞬即逝的灵感，但是同时，像牛顿说的那样，如果我比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩上。实现伟大突破的前提是有前人大量的研究成果做铺垫，并且自己努力实现质变到量变的进化。THANKSPPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程