Ryska kemister och molekylärbiologer har funnit att skräp-DNA i änden av kromosomer innehåller instruktioner för att syntetisera ett protein som hjälper celler att inte dö av stress. Deras resultat presenterades i tidskriften Nucleic Acids Research.
Detta protein är intressant i det att det finns i RNA, som tidigare ansågs vara icke-kodande, en av "hjälparna" för telomeras. Vi upptäckte att den kan ha en annan funktion om den inte är i cellkärnan, utan i dess cytoplasma. Studien av alla egenskaper hos telomeras kan föra forskare närmare skapandet av "ungdomens elixir" och hjälpa till i kampen mot cancer ", säger Maria Rubtsova från Lomonosov Moskva statsuniversitet, vars ord rapporteras av universitetets presstjänst.
Nyckeln till odödlighet
Cellerna från embryot och embryonala stamceller är praktiskt taget odödliga ur biologiens synvinkel - de kan leva nästan obegränsat i en tillräcklig miljö och dela upp ett obegränsat antal gånger. Däremot förlorar celler i den vuxna kroppen gradvis sin förmåga att delas upp efter 40-50 uppdelningscykler och går in i åldringsfasen, vilket antagligen minskar chansen att utveckla cancer.
Dessa skillnader beror på det faktum att varje uppdelning av "vuxna" celler leder till en minskning av längden på deras kromosomer, vars ändar är markerade med speciella upprepande segment, de så kallade telomererna. När det finns för få telomerer, går cellen i pension och slutar delta i kroppens liv.
I embryonala och cancerceller sker detta aldrig, eftersom deras telomerer förnyas och förlängs med varje division tack vare speciella enzymer, telomeraser. De gener som ansvarar för sammansättningen av dessa proteiner "stängs av" i vuxna celler, och under senare år har forskare aktivt funderat på om det är möjligt att förlänga människolivet genom att tvinga dem på tvång eller skapa en konstgjord analog telomeraser.
Rubtsova och hennes kollegor har länge studerat hur "naturliga" telomeraser hos människor och andra däggdjur fungerar. Nyligen var de intresserade av varför vanliga celler i kroppen, där detta protein inte fungerar, av någon anledning syntetiserar stora mängder av en av dess hjälpare, en kort RNA-molekyl som kallas TERC.
Kampanjvideo:
Denna sekvens på cirka 450 "genetiska bokstäver", förklarar biokemisten, ansågs tidigare vara en vanlig bit "skräp-DNA" som telomeras kopierar och lägger till kromosomernas ändar. Av den anledningen uppmärksammade forskare inte mycket på TERC: s struktur och de möjliga rollerna för detta fragment av genomet i cellernas liv.
Dold hjälpare
Analys av strukturen för detta RNA i humana cancerceller, märkte Rubtsovas team att det finns en speciell nukleotidsekvens inuti den, som vanligtvis markerar början på en proteinmolekyl. Efter att ha hittat en så nyfiken "bit", kontrollerade forskarna om det finns analoger i cellerna hos andra däggdjur.
Det visade sig att de var närvarande i DNA från katter, hästar, möss och många andra djur, och deras struktur av detta fragment i genomet för vart och ett av dessa djur sammanföll med ungefär hälften. Detta fick genetiker att tro att inuti TERC bevarades inte meningslösa fragment av forntida gener, utan ett helt "levande" protein.
De testade denna idé genom att sätta in ytterligare kopior av detta RNA i DNA för samma cancerceller och göra dem mer aktiva läsa sådana regioner. Dessutom genomförde forskarna en serie liknande experiment på E. coli, i vars genom det inte finns några "klassiska" kromosomer och telomeraser.
Det visade sig att telomeras-RNA faktiskt var ansvarigt för syntesen av speciella proteinmolekyler, hTERP, som endast bestod av 121 aminosyror. Dess ökade koncentration i cancerceller och mikrober, som ytterligare experiment visade, skyddade dem från olika typer av cellulär stress, räddade deras liv i fall av överhettning, brist på mat eller utseendet av gifter.
Anledningen till detta, som Rubtsova och hennes kollegor senare fick reda på, var att hTERP påskyndar processen med att "bearbeta" rester av proteiner, RNA och andra molekyler i lysosomer, de viktigaste "förbränningsanläggningarna" i cellen. Detta skyddar dem samtidigt från döden och minskar risken för mutationer och utvecklingen av cancer betydligt.
Ytterligare experiment, enligt genetiker, kommer att hjälpa oss att förstå hur telomeras och hTERP interagerar med varandra, och hur de kan användas för att skapa en typ av "elixir of youth" som är säkert med tanke på onkologi.
