534 resultados para senescence
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The lungs are vital organs whose airways are lined with a continuous layer of epithelial cells. Epithelial cells in the distal most part of the lung, the alveolar space, are specialized to facilitate gas exchange. Proximal to the alveoli is the airway epithelium, which provides an essential barrier and is the first line of defense against inhaled toxicants, pollutants, and pathogens. Although the postnatal lung is a quiescent organ, it has an inherent ability to regenerate in response to injury. Proper balance between maintaining quiescence and undergoing repair is crucial, with imbalances in these processes leading to fibrosis or tumor development. Stem and progenitor cells are central to maintaining balance, given that they proliferate and renew both themselves and the various differentiated cells of the lung. However, the precise mechanisms regulating quiescence and repair in the lungs are largely unknown. In this dissertation, ionizing radiation is used as a physiologically relevant injury model to better understand the repair process of the airway epithelium. We use in vitro and in vivo mouse models to study the response of a secretory progenitor, the club cell, to various doses and qualities of ionizing radiation. Exposure to radiation found in space environments and in some types of radiotherapy caused clonal expansion of club cells specifically in the most distal branches of the airway epithelium, indicating that the progenitors residing in the terminal bronchioles are radiosensitive. This clonal expansion is due to an increase in p53-dependent apoptosis, senescence, and mitotic defects. Through the course of this work, we discovered that p53 is not only involved in radiation response, but is also a novel regulator of airway epithelial homeostasis. p53 acts in a gene dose-dependent manner to regulate the composition of airway epithelium by maintaining quiescence and regulating differentiation of club progenitor cells in the steady-state lung. The work presented in this dissertation represents an advance in our understanding of the molecular mechanisms underlying maintenance of airway epithelial progenitor cells as well as their repair following ionizing radiation exposure.
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Morphological, anatomical and physiological plant and leaf traits of A. distorta, an endemic species of the Central Apennines on the Majella Massif, growing at 2,675 m a.s.l, were analyzed. The length of the phenological cycle starts immediately after the snowmelt at the end of May, lasting 128 ± 10 days. The low A. distorta height (Hmax= 64 ± 4 mm) and total leaf area (TLA= 38 ± 9 cm2) associated to a high leaf mass area (LMA =11.8±0.6 mg cm−2) and a relatively high leaf tissue density (LTD = 124.6±14.3 mg cm−3) seem to be adaptive traits to the stress factors of the environment where it grows. From a physiological point of view, the high A. distorta photosynthetic rates (PN =19.6 ± 2.3 µmol m−2 s−1) and total chlorophyll content (Chla+b = 0.88 ± 0.13 mg g−1) in July are justified by the favorable temperature. PN decreases by 87% in September at the beginning of plant senescence. Photosynthesis and leaf respiration (RD) variations allow A. distorta to maintain a positive carbon balance during the growing season becoming indicative of the efficiency of plant carbon use. The results could be an important tool for conservation programmes of the A. distorta wild populations.
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Increasing levels of tissue hypoxia have been reported as a natural feature of the aging prostate gland and may be a risk factor for the development of prostate cancer. In this study, we have used PwR-1E benign prostate epithelial cells and an equivalently aged hypoxia-adapted PwR-1E sub-line to identify phenotypic and epigenetic consequences of chronic hypoxia in prostate cells. We have identified a significantly altered cellular phenotype in response to chronic hypoxia as characterized by increased receptor-mediated apoptotic resistance, the induction of cellular senescence, increased invasion and the increased secretion of IL-1 beta, IL6, IL8 and TNFalpha cytokines. In association with these phenotypic changes and the absence of HIF-1 alpha protein expression, we have demonstrated significant increases in global levels of DNA methylation and H3K9 histone acetylation in these cells, concomitant with the increased expression of DNA methyltransferase DMNT3b and gene-specific changes in DNA methylation at key imprinting loci. In conclusion, we have demonstrated a genome-wide adjustment of DNA methylation and histone acetylation under chronic hypoxic conditions in the prostate. These epigenetic signatures may represent an additional mechanism to promote and maintain a hypoxic-adapted cellular phenotype with a potential role in tumour development.
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Hairy cell leukemia (HCL) is marked by near 100% mutational frequency of BRAFV600E mutations. Recurrent cooperating genetic events that may contribute to HCL pathogenesis or affect the clinical course of HCL are currently not described. Therefore, we performed whole exome sequencing to explore the mutational landscape of purine analog refractory HCL. In addition to the disease-defining BRAFV600E mutations, we identified mutations in EZH2, ARID1A, and recurrent inactivating mutations of the cell cycle inhibitor CDKN1B (p27). Targeted deep sequencing of CDKN1B in a larger cohort of HCL patients identify deleterious CDKN1B mutations in 16% of patients with HCL (n = 13 of 81). In 11 of 13 patients the CDKN1B mutation was clonal, implying an early role of CDKN1B mutations in the pathogenesis of HCL. CDKN1B mutations were not found to impact clinical characteristics or outcome in this cohort. These data identify HCL as having the highest frequency of CDKN1B mutations among cancers and identify CDNK1B as the second most common mutated gene in HCL. Moreover, given the known function of CDNK1B, these data suggest a novel role for alterations in regulation of cell cycle and senescence in HCL with CDKN1B mutations.
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Borderline ovarian tumors represent an understudied subset of ovarian tumors. Most studies investigating aberrations in borderline tumors have focused on KRAS/BRAF mutations. In this study, we conducted an extensive analysis of mutations and single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in borderline ovarian tumors. Using the Sequenom MassArray platform, we investigated 160 mutations/polymorphisms in 33 genes involved in cell signaling, apoptosis, angiogenesis, cell cycle regulation and cellular senescence. Of 52 tumors analyzed, 33 were serous, 18 mucinous and 1 endometrioid. KRAS c.35G>A p.Gly12Asp mutations were detected in eight tumors (six serous and two mucinous), BRAF V600E mutations in two serous tumors, and PIK3CA H1047Y and PIK3CA E542K mutations in a serous and an endometrioid BOT, respectively. CTNNB1 mutation was detected in a serous tumor. Potentially functional polymorphisms were found in vascular endothelial growth factor (VEGF), ABCB1, FGFR2 and PHLPP2. VEGF polymorphisms were the most common and detected at four loci. PHLPP2 polymorphisms were more frequent in mucinous as compared with serous tumors (P=0.04), with allelic imbalance in one case. This study represents the largest and most comprehensive analysis of mutations and functional SNPs in borderline ovarian tumors to date. At least 25% of borderline ovarian tumors harbor somatic mutations associated with potential response to targeted therapeutics.
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Une caractéristique intéressante de la protéine Bcl-xL est la présence d'un domaine en boucle non-structurée entre les hélices α1 and α2 de la protéine. Ce domaine protéique n'est pas essentiel pour sa fonction anti-apoptotique et absent chez CED-9, la protéine orthologue chez Caenorhabditis elegans. A l'intérieur de ce domaine, Bcl-xL subit une phosphorylation et déphosphorylation dynamique sur les résidus Ser49 et Ser62 en phase G2 du cycle cellulaire et lors de la mitose. Lorsque ces résidus sont mutés et les protéines exprimées dans des cellules cancéreuses, les cellules démontrent plusieurs défauts mitotiques liés à l'instabilité chromosomique. Pour analyser les effets de Bcl-xL Ser49 et Ser62 dans les cellules normales, les présentes études ont été réalisées dans des cellules diploïdes humaines normales, et in vivo chez Caenorhabditis elegans. Dans une première étude, nous avons utilisé la lignée cellulaire de cellules fibroblastiques diploïdes humaines normales BJ, exprimant Bcl-xL (type sauvage), (S49A), (S49D), (S62A), (S62D) et les double (S49/62A) et (S49/62D) mutants. Les cellules exprimant les mutants de phosphorylation ont montré des cinétiques de doublement de la population cellulaire réduites. Ces effets sur la cinétique de doublement de la population cellulaire corrèle avec l'apparition de la sénescence cellulaire, sans impact sur les taux de mort cellulaire. Ces cellules sénescentes affichent des phénotypes typiques de sénescence associés notamment à haut niveau de l'activité β-galactosidase associée à la sénescence, la sécrétion d' interleukine-6, l'activation de p53 et de p21WAF1/ Cip1, un inhibiteur des complexes kinase cycline-dépendant, ainsi que la formation de foyers de chromatine nucléaire associés à γH2A.X. Les analyses de fluorescence par hybridation in situ et des caryotypes par coloration au Giemsa ont révélé que l'expression des mutants de phosphorylation de Bcl-xL provoquent de l'instabilité chromosomique et l'aneuploïdie. Ces résultats suggèrent que les cycles de phosphorylation et déphosphorylation dynamiques de Bcl-xL Ser49 et Ser62 sont importants dans le maintien de l'intégrité des chromosomes lors de la mitose dans les cellules normales. Dans une deuxième étude, nous avons entrepris des expériences chez Caenorhabditis elegans pour comprendre l'importance des résidus Ser49 et Ser62 de Bcl-xL in vivo. Les vers transgéniques portant les mutations de Bcl-xL (S49A, S62A, S49D, S62D et S49/62A) ont été générés et leurs effets ont été analysés sur les cellules germinales des jeunes vers adultes. Les vers portant les mutations de Bcl-xL ont montré une diminution de ponte et d'éclosion des oeufs, des variations de la longueur de leurs régions mitotiques et des zones de transition, des anomalies chromosomiques à leur stade de diplotène, et une augmentation de l'apoptose des cellules germinales. Certaines de ces souches transgéniques, en particulier les variants Ser/Ala, ont également montré des variations de durée de vie par rapport aux vers témoins. Ces observations in vivo ont confirmé l'importance de Ser49 et Ser62 à l'intérieur du domaine à boucle de Bcl-xL pour le maintien de la stabilité chromosomique. Ces études auront une incidence sur les futures stratégies visant à développer et à identifier des composés qui pourraient cibler non seulement le domaine anti-apoptotique de la protéine Bcl-xL, mais aussi son domaine mitotique pour la thérapie du cancer.
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L’ubiquitination, une modification post-traductionnelle importante pour le contrôle de nombreux processus cellulaires, est une réaction réversible. La réaction inverse, nommée déubiquitination est catalysée par les déubiquitinases (DUB). Nous nous sommes intéressés dans nos travaux à étudier l’ubiquitination de l’histone H2A (H2Aub), au niveau des résidus lysines 118 et 119 (K118/K119), une marque épigénétique impliquée dans la régulation de la prolifération cellulaire et la réparation de l’ADN. Le régulateur transcriptionnel BAP1, une déubiquitinase nucléaire, a été initialement identifié pour sa capacité à promouvoir la fonction suppressive de tumeurs de BRCA1. BAP1 forme un complexe multi-protéique avec plusieurs facteurs transcriptionnels et sa fonction principale est la déubiquitination de H2Aub. Plusieurs études ont démontré que BAP1 est un gène suppresseur de tumeurs majeur et qu’il est largement muté et inactivé dans une multitude de cancers. En effet, BAP1 émerge comme étant la DUB la plus mutée au niveau des cancers. Cependant, le ou les mécanismes d’action et de régulation du complexe BAP1 restent très peu connus. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la caractérisation moléculaire et fonctionnelle des partenaires protéiques de BAP1. De manière significative nous avons caractérisé un mécanisme unique de régulation entre deux composants majeurs du complexe BAP1 à savoir, HCF-1 et OGT. En effet, nous avons démontré que HCF-1 est requis pour maintenir le niveau protéique de OGT et que cette dernière est indispensable pour la maturation protéolytique de HCF-1 en promouvant son clivage par O-GlcNAcylation, une signalisation cellulaire nécessaire au bon fonctionnement de HCF-1. Également, nous avons découvert un nouveau mécanisme de régulation de BAP1 par l’ubiquitine ligase atypique UBE2O. En effet, UBE2O agit comme un régulateur négatif de BAP1 puisque l’ubiquitination de ce dernier induit sa séquestration dans le cytoplasme et l’inhibition de sa fonction suppressive de tumeurs. D’autre part nous nous sommes penchés sur la caractérisation de l’association de BAP1 avec deux facteurs de la famille des protéines Polycombes nommés ASXL1 et ASXL2 (ASXL1/2). Nous avons investigué le rôle de BAP1/ASXL1/2, particulièrement dans les mécanismes de déubiquitination et suppression de tumeurs. Nous avons démontré que BAP1 interagit directement iii via son domaine C-terminale avec le même domaine ASXM de ASXL1/2 formant ainsi deux complexes mutuellement exclusifs indispensables pour induire l’activité déubiquitinase de BAP1. De manière significative, ASXM s’associe avec BAP1 pour créer un nouveau domaine composite de liaison à l’ubiquitine. Ces interactions BAP1/ASXL1/2 régulent la progression harmonieuse du cycle cellulaire. De plus, la surexpression de BAP1 et de ASXL2 au niveau des fibroblastes induit la sénescence de manière dépendante de leurs interactions. D’autre part, nous avons identifié des mutations de cancers au niveau de BAP1 le rendant incapable de lier ASXL1/2, d’exercer sa fonction d’autodéubiquitination et de ce fait d’agir comme suppresseur de tumeurs. Ainsi nous avons révélé un lien étroit entre le gène suppresseur de tumeurs BAP1, son activité déubiquitinase et le contrôle de la prolifération cellulaire.
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Os microRNAs (miRNAs) são curtas cadeias de RNA não codificante, com cerca de 18 a 25 nucleotídeos, que regulam os níveis de mRNAs que são produzidos a partir de genes codificantes de proteínas. A descoberta dos miRNAs e a sua subsequente caracterização estrutural e funcional revelou a existência de um novo processo de regulação pós-transcricional da expressão génica em células eucarióticas que afeta uma grande variedade de funções celulares. A senescência acompanha o processo de evelhecimento dos organismos e é manifestada pela perda da capacidade proliferativa das células em resposta a diversos fatores de stress que desencadeiam alterações moleculares específicas. Na última década foram identificados e caracterizados vários miRNAs que participam na regulação do fenótipo da senescência celular, quer através da modulação de vias de sinalização endógenas que controlam a progressão do ciclo celular, quer através da secreção de factores de sinalização. Vários estudos têm também revelado a enorme potencialidade dos miRNAs como biomarcadores e alvos moleculares de novas abordagens terapêuticas. No futuro, é expectável que os avanços científicos possam ser transferidos para a prática clínica com vista a uma efetiva prevenção, vigilância e tratamento do envelhecimento prematuro e de doenças associadas ao envelhecimento.
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Altération de la régénération musculaire dans la maladie pulmonaire obstructive chronique. La maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) est caractérisée par une obstruction bronchique irréversible et progressive. L’atrophie musculaire périphérique y est fréquente et a un impact négatif sur la capacité fonctionnelle et la survie des sujets atteints. Toutefois, on ignore si une altération du processus de régénération musculaire est un processus ayant cours dans l’atrophie musculaire périphérique. Le but de la présente thèse était donc d’étudier les cellules satellites, principales cellules responsables de la régénération musculaire dans les muscles périphériques de patients ayant une MPOC. Dans un premier temps, nous avons évalué l’historique de réplication du tissu musculaire et la sénescence des cellules satellites. Les changements morphologiques ayant lieu dans le muscle au cours de la progression de la maladie rendent le muscle plus susceptible aux dommages, induisant un raccourcissement prématuré des télomères. Un raccourcissement des télomères chez les sujets ayant une MPOC avec atrophie est concomitant avec une augmentation du nombre de cellules satellites sénescentes et de l’épuisement du potentiel de régénération compromettant le maintien de la masse musculaire chez ces sujets. Dans un deuxième et troisième temps, nous avons étudié les étapes amenant une cellule satellite vers une cellule musculaire dans les muscles périphériques et respiratoires de patients ayant une MPOC comparativement à des sujets contrôles. Les cellules satellites sont impliquées dans la réparation du tissu musculaire. Dans les cellules satellites provenant des sujets ayant une MPOC, une altération de la prolifération et de la différentiation a été observée. Ces résultats sont compatibles avec une altération de la régénération musculaire pouvant conduire à l’atrophie musculaire dans la MPOC. Le quatrième volet de ce projet s’intéressait à l’impact d’un entraînement en résistance sur l’activité des cellules satellites et le rôle joué par la myostatine dans ce contexte. La littérature montre que l’exercice en résistance est bien toléré et aide les patients ayant une MPOC à retrouver une meilleure qualité de vie. Cependant, il semble qu’ils n’y répondent pas tous aussi bien que les sujets contrôles. La capacité de réponse des cellules satellites à un entraînement en résistance semble inadéquate, suggérant ainsi un défaut de leur activation. Dans la dernière étude de cette thèse, nous avons voulu évaluer l’impact de l’inflammation systémique en étudiant SAA1, une protéine de phase aiguë et p21, une protéine du cycle cellulaire dans la dégradation des protéines des cellules musculaires. Les liens de causalité entre l’affection primaire et les différentes comorbidités demeurent nébuleux dans la MPOC. SAA1 et p21 sont augmentés dans les muscles squelettiques des patients ayant une MPOC et par ailleurs, SAA1 est capable d’induire la dégradation des protéines musculaires. Cette thèse expose les premiers éléments impliquant l’altération de la régénération musculaire avec la dysfonction musculaire observée chez les patients ayant une MPOC. Ces résultats vont certainement contribuer au développement de nouvelles thérapies et stratégies d’intervention dans le but d’améliorer la qualité de vie des personnes atteintes d’une MPOC. En somme, les travaux effectués dans le cadre de la présente thèse montrent que plusieurs mécanismes agissent de concert avec l’inactivité physique afin d’induire le phénotype dysfonctionnel dans les muscles des patients ayant une MPOC.
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Investigations on growth and quantity of phycocolloids of Sargassum sp. and Gracilaria corticata was done on field and laboratorial works over one year from January 2003 to May 2004. Sargassum thalli began growth from January. The highest biomass value recorded 1611.04 gm^-2 was obtained in November. The receptacles appeared on November and released eggs. The senescence of Sargassum thalli was in December and the new thallus began to grow from January, The highest relative growth rate (6.74 percent) was in February. The relative growth rate showed significant correlation (p<0,05) with temperature. The highest value of alginate was in November (10.02 percent). Alginat content showed significant correlations (p<0.05) with Sargassum biomass. There was no significant effect of environmental factors on alginate content. The highest biomass of Graciiaria was in Match (49.88 gm^-2). Maximum relative growth rate of Gracilara (2 percent) was in December. Relative growth rate of Gracilaria (2.8 percent) was in December. Relative growth rate of Gracilaria showed significant correlations (p<0.05) with temperature. There was significant effect of ammonium (p<0.05) on growth factors of Gracilaria, maximum agar content was in August {10.005 percent). The yield of agar showed significant correlation (p<0.05) with Gracilaria biomass and ammonium in field and laboratory.
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Tese de doutoramento em Farmácia (Toxicologia), apresentada à Faculdade de Farmácia da Universidade de Lisboa, 2009.
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Age is the highest risk factor for some of the most prevalent human diseases, including cancer. Telomere shortening is thought to play a central role in the aging process in humans. The link between telomeres and aging is highlighted by the fact that genetic diseases causing telomerase deficiency are associated with premature aging and increased risk of cancer. For the last two decades, this link has been mostly investigated using mice that have long telomeres. However, zebrafish has recently emerged as a powerful and complementary model system to study telomere biology. Zebrafish possess human-like short telomeres that progressively decline with age, reaching lengths in old age that are observed when telomerase is mutated. The extensive characterization of its well-conserved molecular and cellular physiology makes this vertebrate an excellent model to unravel the underlying relationship between telomere shortening, tissue regeneration, aging and disease. In this Review, we explore the advantages of using zebrafish in telomere research and discuss the primary discoveries made in this model that have contributed to expanding our knowledge of how telomere attrition contributes to cellular senescence, organ dysfunction and disease.
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Cette étude visait à caractériser la croissance, la capacité photosynthétique, la concentration en azote et protéines totales solubles, la production de protéines recombinantes (HA) ainsi que la quantité de lumière interceptée à différents stades de développement de plants de Nicotiana benthamiana afin d’optimiser la production de vaccins. L’évolution des réponses physiologiques étudiées fut similaire chez toutes les feuilles primaires, suggérant que le processus de sénescence s’initie et progresse de façon semblable indépendamment de leur ordre d’initiation. Toutefois, la superposition des patrons temporels de sénescence et de croissance foliaire a mené à un rendement HA maximal se situant invariablement dans la partie médiane du plant lorsqu’exprimé sur une base foliaire. À l’échelle du plant entier, nos résultats suggèrent qu’il est possible d’augmenter la production de vaccins en récoltant les plants à un stade de développement plus tardif, ou en augmentant la densité de culture et en récoltant ces plants plus tôt.
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Glutamine synthetase (GS) is a vital enzyme for the assimilation of ammonia into amino acids in higher plants. In legumes, GS plays a crucial role in the assimilation of the ammonium released by nitrogen-fixing bacteria in root nodules, constituting an important metabolic knob controlling the nitrogen (N) assimilatory pathways. To identify new regulators of nodule metabolism, we profiled the transcriptome of Medicago truncatula nodules impaired in N assimilation by specifically inhibiting GS activity using phosphinothricin (PPT). Global transcript expression of nodules collected before and after PPT addition (4, 8, and 24 h) was assessed using Affymetrix M. truncatula GeneChip arrays. Hundreds of genes were regulated at the three time points, illustrating the dramatic alterations in cell metabolism that are imposed on the nodules upon GS inhibition. The data indicate that GS inhibition triggers a fast plant defense response, induces premature nodule senescence, and promotes loss of root nodule identity. Consecutive metabolic changes were identified at the three time points analyzed. The results point to a fast repression of asparagine synthesis and of the glycolytic pathway and to the synthesis of glutamate via reactions alternative to the GS/GOGAT cycle. Several genes potentially involved in the molecular surveillance for internal organic N availability are identified and a number of transporters potentially important for nodule functioning are pinpointed. The data provided by this study contributes to the mapping of regulatory and metabolic networks involved in root nodule functioning and highlight candidate modulators for functional analysis.
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Telomeres are DNA-protein complexes which cap the ends of eukaryotic linear chromosomes. In normal somatic cells telomeres shorten and become dysfunctional during ageing due to the DNA end replication problem. This leads to activation of signalling pathways that lead to cellular senescence and apoptosis. However, cancer cells typically bypass this barrier to immortalisation in order to proliferate indefinitely. Therefore enhancing our understanding of telomere dysfunction and pathways involved in regulation of the process is essential. However, the pathways involved are highly complex and involve interaction between a wide range of biological processes. Therefore understanding how telomerase dysfunction is regulated is a challenging task and requires a systems biology approach. In this study I have developed a novel methodology for visualisation and analysis of gene lists focusing on the network level rather than individual or small lists of genes. Application of this methodology to an expression data set and a gene methylation data set allowed me to enhance my understanding of the biology underlying a senescence inducing drug and the process of immortalisation respectively. I then used the methodology to compare the effect of genetic background on induction of telomere uncapping. Telomere uncapping was induced in HCT116 WT, p21-/- and p53-/- cells using a viral vector expressing a mutant variant of hTR, the telomerase RNA template. p21-/- cells showed enhanced sensitivity to telomere uncapping. Analysis of a candidate pathway, Mismatch Repair, revealed a role for the process in response to telomere uncapping and that induction of the pathway was p21 dependent. The methodology was then applied to analysis of the telomerase inhibitor GRN163L and synergistic effects of hypoglycaemia with this drug. HCT116 cells were resistant to GRN163L treatment. However, under hypoglycaemic conditions the dose required for ablation of telomerase activity was reduced significantly and telomere shortening was enhanced. Overall this new methodology has allowed our group and collaborators to identify new biology and improve our understanding of processes regulating telomere dysfunction.