Mokslininkai randa instrukcijas nepageidaujamoje DNR

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Rusijos molekuliniai biologai išsiaiškino, kad chromosomų galuose esančioje šlamšto DNR yra nurodymai, kaip sintetinti baltymą, padedantį ląstelėms nemirti nuo streso. Jų išvados buvo pristatytos žurnale Nucleic Acids Research.

"Šis baltymas įdomus tuo, kad jo yra RNR, kuri anksčiau buvo laikoma nekoduojančia, viena iš telomerazės "pagalbininkų". Išsiaiškinome, kad jis gali atlikti kitą funkciją, jei yra ne ląstelės branduolyje, o jo citoplazmoje. telomerazė gali priartinti mokslininkus prie „jaunystės eliksyro“kūrimo ir padėti kovojant su vėžiu“, – sakė Maria Rubtsova iš Maskvos valstybinio Lomonosovo universiteto, kurios žodžius praneša universiteto spaudos tarnyba.

Raktas į nemirtingumą

Embriono ląstelės ir embrioninės kamieninės ląstelės biologiniu požiūriu yra praktiškai nemirtingos – tinkamoje aplinkoje jos gali gyventi beveik neribotą laiką ir dalytis neribotą skaičių kartų. Priešingai, suaugusiojo kūno ląstelės palaipsniui praranda gebėjimą dalytis po 40–50 dalijimosi ciklų, pereina į senėjimo fazę, o tai, tikėtina, sumažina vėžio išsivystymo tikimybę.

Šie skirtumai atsiranda dėl to, kad dėl kiekvieno „suaugusiųjų“ląstelių dalijimosi sumažėja jų chromosomų ilgis, kurių galai pažymėti specialiais pasikartojančiais segmentais, vadinamaisiais telomerais. Kai telomerai tampa per maži, ląstelė „pasitraukia“ir nustoja dalyvauti kūno gyvenime.

Tai niekada neįvyksta embrioninėse ir vėžio ląstelėse, nes jų telomerai atnaujinami ir pailgėja kiekvieną kartą dėl specialių telomerazės fermentų. Už šių baltymų surinkimą atsakingi genai suaugusiųjų ląstelėse yra išjungti, o pastaraisiais metais mokslininkai aktyviai galvoja apie tai, ar įmanoma pratęsti žmogaus gyvenimą priverstinai juos įjungiant ar sukuriant dirbtinį telomerazių analogą..

Rubcova ir jos kolegos jau seniai tiria, kaip veikia „natūralios“telomerazės žmonių ir kitų žinduolių organizme. Neseniai jie domėjosi, kodėl paprastos organizmo ląstelės, kuriose šis baltymas neveikia, kažkodėl sintetina didelius kiekius vieno iš savo pagalbininkų – trumpos RNR molekulės, vadinamos TERC.

Ši maždaug 450 „genetinių raidžių“seka, aiškina biologas, anksčiau buvo manoma, kad tai yra įprasta „šiukšlinės DNR“, kurią telomerazė kopijuoja ir prideda prie chromosomų galų, dalis. Dėl šios priežasties mokslininkai neskyrė daug dėmesio TERC struktūrai ir galimiems šio genomo fragmento vaidmenims ląstelių gyvenime.

Paslėptas asistentas

Analizuodama šios RNR struktūrą žmogaus vėžio ląstelėse, Rubcovos komanda pastebėjo, kad jos viduje yra speciali nukleotidų seka, kuri dažniausiai žymi baltymo molekulės pradžią. Radę tokį kuriozinį „gabalėlį“, biologai patikrino, ar kitų žinduolių ląstelėse yra analogų.

Paaiškėjo, kad jų yra kačių, arklių, pelių ir daugelio kitų gyvūnų DNR, o jų šio fragmento struktūra kiekvieno iš šių gyvūnų genome sutapo maždaug per pusę. Tai privedė genetikus į idėją, kad TERC viduje yra ne beprasmiai senovės genų fragmentai, o visiškai „gyvas“baltymas.

Jie išbandė šią idėją įterpdami papildomas šios RNR kopijas į tų pačių vėžio ląstelių DNR ir priversdamos jas aktyviau skaityti tokius regionus. Be to, mokslininkai atliko eilę panašių eksperimentų su E. coli, kurios genome nėra „klasikinių“chromosomų ir telomerazių.

Paaiškėjo, kad telomerazės RNR iš tikrųjų buvo atsakinga už specialių baltymų molekulių hTERP, kurią sudarė tik 121 aminorūgštis, sintezę. Padidėjusi jo koncentracija vėžinėse ląstelėse ir mikrobuose, kaip parodė tolesni eksperimentai, apsaugojo juos nuo įvairaus pobūdžio ląstelių streso, išgelbėjo jų gyvybes perkaitimo, maisto trūkumo ar toksinų atsiradimo atveju.

To priežastis, kaip vėliau išsiaiškino Rubcova ir jos kolegos, buvo ta, kad hTERP pagreitina baltymų, RNR ir kitų molekulių likučių „apdirbimo“procesą lizosomose – pagrindinėse ląstelės „deginimo įrenginiuose“. Tai kartu apsaugo juos nuo mirties ir žymiai sumažina mutacijų ir vėžio išsivystymo tikimybę.

Tolesni eksperimentai, anot genetikų, padės suprasti, kaip telomerazė ir hTERP sąveikauja tarpusavyje ir kaip iš jų galima sukurti savotišką „jaunystės eliksyrą“, saugų onkologiniu požiūriu.