Krievijas ķīmiķi un molekulārie biologi ir noskaidrojuši, ka nevēlamā DNS hromosomu galos satur instrukcijas olbaltumvielu sintezēšanai, kas palīdz šūnām nemirst no stresa. Viņu atklājumi tika prezentēti žurnālā Nucleic Acids Research.
Šis proteīns ir interesants ar to, ka tas ir atrodams RNS, kas iepriekš tika uzskatīts par nekodētu, vienu no telomerāzes "palīgiem". Mēs atklājām, ka tai var būt cita funkcija, ja tā neatrodas šūnas kodolā, bet gan tās citoplazmā. Visu telomerāzes īpašību izpēte var tuvināt zinātniekus "jaunības eliksīra" izveidošanai un palīdzēt cīņā pret vēzi, "sacīja Marija Rubtsova no Maskavas Lomonosova universitātes, kuras vārdus ziņo universitātes preses dienests.
Nemirstības atslēga
Embriju un embriju cilmes šūnas no bioloģijas viedokļa ir praktiski nemirstīgas - piemērotā vidē tās var dzīvot gandrīz bezgalīgi un sadalīt neierobežotu skaitu reižu. Turpretī šūnas pieaugušā ķermenī pakāpeniski zaudē spēju dalīties pēc 40–50 dalīšanas cikliem, nonākot novecošanās fāzē, kas, domājams, samazina vēža attīstības iespējas.
Šīs atšķirības ir saistītas ar faktu, ka katrs "pieaugušo" šūnu dalījums noved pie to hromosomu garuma samazināšanās, kuru galus apzīmē ar īpašiem atkārtojošiem segmentiem, tā saucamajiem telomēriem. Kad ir pārāk maz telomēru, šūna aiziet un pārstāj piedalīties ķermeņa dzīvē.
Embrionālās un vēža šūnās tas nekad nenotiek, jo, pateicoties speciālajiem fermentiem, telomerāzēm, to telomēri tiek atjaunoti un pagarināti ar katru dalījumu. Gēni, kas ir atbildīgi par šo olbaltumvielu montāžu, tiek “izslēgti” pieaugušo šūnās, un pēdējos gados zinātnieki aktīvi domā par to, vai ir iespējams pagarināt cilvēka dzīvi, piespiedu kārtā tos ieslēdzot vai izveidojot mākslīgu telomerāžu analogu.
Rubtsova un viņas kolēģi jau sen ir pētījuši, kā darbojas "dabiskas" telomerāzes cilvēkiem un citiem zīdītājiem. Nesen viņi interesējās, kāpēc parastās šūnas ķermenī, kur šis proteīns nedarbojas, kaut kādu iemeslu dēļ sintezē lielu daudzumu viena no saviem palīgiem, īsu RNS molekulu ar nosaukumu TERC.
Reklāmas video:
Šī aptuveni 450 "ģenētisko burtu" secība, skaidro bioķīmiķis, iepriekš tika uzskatīts par parastu "junk DNS" gabalu, kas telomerāzi kopē un pievieno hromosomu galiem. Šī iemesla dēļ zinātnieki nepievērsa lielu uzmanību TERC struktūrai un šī genoma fragmenta iespējamām lomām šūnu dzīvē.
Slēpts palīgs
Analizējot šīs RNS struktūru cilvēka vēža šūnās, Rubtsova komanda pamanīja, ka tā iekšpusē ir īpaša nukleotīdu secība, kas parasti iezīmē olbaltumvielu molekulas sākumu. Atraduši tik kuriozu “gabalu”, zinātnieki pārbaudīja, vai citu zīdītāju šūnās ir analogi.
Izrādījās, ka tie atradās kaķu, zirgu, peļu un daudzu citu dzīvnieku DNS un viņu šī fragmenta struktūra katra no šiem dzīvniekiem genomā sakrita apmēram uz pusi. Tas pamudināja ģenētiķus uzskatīt, ka TERC iekšienē tika saglabāti nevis bezjēdzīgi seno gēnu fragmenti, bet gan pilnīgi “dzīvs” proteīns.
Viņi pārbaudīja šo ideju, ievietojot šīs RNS papildu eksemplārus to pašu vēža šūnu DNS un liekot viņiem aktīvāk lasīt šādus reģionus. Turklāt zinātnieki veica virkni līdzīgu eksperimentu ar E. coli, kura genomā nav "klasisko" hromosomu un telomerāžu.
Izrādījās, ka telomerāzes RNS faktiski bija atbildīga par īpašu olbaltumvielu molekulu, hTERP, sintēzi, kas sastāvēja tikai no 121 aminoskābēm. Kā parādīja turpmākie eksperimenti, tā paaugstinātā koncentrācija vēža šūnās un mikrobos pasargāja tos no dažāda veida šūnu stresa, glābjot dzīvību pārkaršanas, pārtikas trūkuma vai toksīnu parādīšanās gadījumā.
Kā to vēlāk noskaidroja Rubtsova un viņas kolēģi, iemesls bija tas, ka hTERP paātrina olbaltumvielu, RNS un citu molekulu atlieku "apstrādes" procesu lizosomās, kas ir šūnas galvenie "sadedzinātāji". Tas vienlaikus aizsargā viņus no nāves un ievērojami samazina mutāciju iespējas un vēža attīstību.
Turpmākie eksperimenti, pēc ģenētiķu domām, palīdzēs mums saprast, kā telomerāze un hTERP mijiedarbojas viens ar otru, un kā tos var izmantot, lai izveidotu sava veida "jaunības eliksīru", kas ir drošs no onkoloģiskā viedokļa.
