Руски химици и молекулярни биолози са открили, че ДНК боклуци в краищата на хромозомите съдържа инструкции за синтезиране на протеин, който помага на клетките да не умират от стрес. Откритията им бяха представени в списанието Nucleic Acids Research.
Този протеин е интересен с това, че се намира в РНК, която по-рано се смята за некодираща, един от „помощниците“на теломеразата. Открихме, че тя може да има друга функция, ако не е в клетъчното ядро, а в неговата цитоплазма. Проучването на всички свойства на теломеразата може да доближи учените до създаването на „еликсира на младостта“и да помогне в борбата с рака “, каза Мария Рубцова от Московския държавен университет„ Ломоносов “, чиито думи се съобщават от пресслужбата на университета.
Ключът към безсмъртието
Клетките на ембриона и ембрионалните стволови клетки са практически безсмъртни от гледна точка на биологията - те могат да живеят почти неопределено време в адекватна среда и да се разделят неограничен брой пъти. За разлика от тях клетките в тялото на възрастни постепенно губят способността си да се разделят след 40-50 цикъла на разделяне, навлизайки във фазата на стареене, което по презумпция намалява шансовете за развитие на рак.
Тези разлики се дължат на факта, че всяко деление на "възрастни" клетки води до намаляване на дължината на техните хромозоми, краищата на които са маркирани със специални повтарящи се сегменти, така наречените теломери. Когато има твърде малко теломери, клетката се оттегля и спира да участва в живота на тялото.
Това никога не се случва в ембрионалните и раковите клетки, тъй като теломерите им се подновяват и удължават с всяко деление благодарение на специални ензими, теломерази. Гените, отговорни за сглобяването на тези протеини, се „изключват“в клетките на възрастните и през последните години учените активно мислят дали е възможно да се удължи човешкият живот чрез насилствено включване или създаване на изкуствен аналог на теломеразите.
Рубцова и нейните колеги отдавна изучават как работят "естествените" теломерази при хората и други бозайници. Наскоро те се интересуваха защо обикновените клетки в тялото, където този протеин не работи, по някаква причина синтезират големи количества от един от неговите помощници, къса молекула на РНК, наречена TERC.
Промоционално видео:
Тази последователност от около 450 „генетични букви“, обяснява биохимикът, по-рано се смяташе за обикновено парче „боклук ДНК“, което теломеразата копира и добавя към краищата на хромозомите. Поради тази причина учените не обърнаха много внимание на структурата на ТЕРК и възможните роли на този фрагмент от генома в живота на клетките.
Скрит помощник
Анализирайки структурата на тази РНК в човешки ракови клетки, екипът на Рубцова забеляза, че вътре в нея има специална нуклеотидна последователност, която обикновено бележи началото на протеинова молекула. Като откриха такова любопитно „парче“, учените провериха дали има аналози в клетките на други бозайници.
Оказа се, че те присъстват в ДНК на котки, коне, мишки и много други животни, а тяхната структура на този фрагмент в генома на всяко от тези животни съвпада с около половината. Това подтикна генетиците да повярват, че вътре в ТЕРК не са запазени безсмислени фрагменти от древни гени, а напълно "жив" протеин.
Те тестваха тази идея, като вмъкнаха допълнителни копия на тази РНК в ДНК на същите ракови клетки и ги накараха да четат по-активно такива региони. Освен това учените проведоха серия от подобни експерименти върху Е. coli, в чийто геном няма „класически“хромозоми и теломерази.
Оказа се, че теломеразната РНК всъщност е отговорна за синтеза на специални протеинови молекули, hTERP, които се състоят само от 121 аминокиселини. Повишената му концентрация в ракови клетки и микроби, както показаха по-нататъшни експерименти, ги предпази от различни видове клетъчен стрес, като спаси живота им в случай на прегряване, липса на храна или поява на токсини.
Причината за това, както Рубцова и нейните колеги разбраха по-късно, беше, че hTERP ускорява процеса на "обработка" на остатъци от протеини, РНК и други молекули в лизозоми, основните "изгарящи устройства" на клетката. Това ги защитава едновременно от смъртта и значително намалява шансовете за мутации и развитието на рак.
По-нататъшните експерименти, според генетиците, ще ни помогнат да разберем как теломеразата и hTERP си взаимодействат помежду си и как те могат да бъдат използвани за създаване на своеобразен „еликсир на младостта“, който е безопасен от гледна точка на онкологията.
