Ruskí chemici a molekulárni biológovia zistili, že nezdravá DNA na koncoch chromozómov obsahuje pokyny na syntézu proteínu, ktorý pomáha bunkám nezomrieť na stres. Ich zistenia boli prezentované v časopise Nucleic Acids Research.
Tento proteín je zaujímavý tým, že sa nachádza v RNA, ktorá bola predtým považovaná za nekódujúcu, ktorá je jedným z „pomocníkov“telomerázy. Zistili sme, že môže mať ďalšiu funkciu, ak nie je v jadre bunky, ale v jej cytoplazme. Štúdium všetkých vlastností telomerázy môže vedcov priblížiť k vytvoreniu „elixíru mládeže“a pomôcť v boji proti rakovine, “uviedla Maria Rubtsová z Moskovskej štátnej univerzity v Lomonosove, ktorej slová oznamuje tlačová služba univerzity.
Kľúč k nesmrteľnosti
Bunky embryí a embryonálnych kmeňových buniek sú z hľadiska biológie prakticky nesmrteľné - môžu žiť takmer neobmedzene v primeranom prostredí a môžu sa rozdeliť neobmedzene. Na rozdiel od toho bunky v dospelom tele postupne strácajú schopnosť deliť sa po 40 až 50 deliacich cykloch, ktoré vstupujú do fázy starnutia, čo pravdepodobne znižuje šance na rozvoj rakoviny.
Tieto rozdiely sú spôsobené skutočnosťou, že každé delenie „dospelých“buniek vedie k skráteniu dĺžky ich chromozómov, ktorých konce sú označené špeciálnymi opakujúcimi sa segmentmi, takzvanými telomerami. Ak je príliš málo telomérov, bunka odchádza do dôchodku a prestane sa zúčastňovať na živote tela.
V embryonálnych a rakovinových bunkách sa to nikdy nestane, pretože ich teloméry sa obnovujú a predlžujú s každou divíziou vďaka špeciálnym enzýmom, telomerázam. Gény zodpovedné za zostavenie týchto proteínov sa „vypínajú“v dospelých bunkách av posledných rokoch vedci aktívne uvažujú o tom, či je možné predĺžiť ľudský život násilným zapnutím alebo vytvorením umelého analógu telomeráz.
Rubtsova a jej kolegovia už dlho študujú, ako fungujú „prírodné“telomerázy u ľudí a iných cicavcov. Nedávno sa pýtali, prečo bežné bunky v tele, kde tento proteín nefunguje, z nejakého dôvodu syntetizujú veľké množstvá jedného z jeho asistentov, krátkej molekuly RNA zvanej TERC.
Propagačné video:
Biochemik vysvetľuje, že táto sekvencia asi 450 „genetických písmen“bola predtým považovaná za bežnú časť „nezdravej DNA“, ktorú telomeráza kopíruje a zvyšuje na konci chromozómov. Z tohto dôvodu vedci nevenovali veľkú pozornosť štruktúre TERC a možným úlohám tohto fragmentu genómu v živote buniek.
Skrytý pomocník
Pri analýze štruktúry tejto RNA v ľudských rakovinových bunkách si Rubtsova tím všimol, že v nej je špeciálna nukleotidová sekvencia, ktorá zvyčajne označuje začiatok proteínovej molekuly. Po nájdení takého zvláštneho „kusu“vedci skontrolovali, či sú v bunkách iných cicavcov analógy.
Ukázalo sa, že boli prítomné v DNA mačiek, koní, myší a mnohých ďalších zvierat a ich štruktúra tohto fragmentu v genóme každého z týchto zvierat sa časovo zhodovala približne na polovicu. Toto viedlo genetikov k presvedčeniu, že vo vnútri TERC sa nezachovali nezmyselné fragmenty starých génov, ale úplne „živý“proteín.
Testovali túto myšlienku vložením ďalších kópií tejto RNA do DNA rovnakých rakovinových buniek a prinútili ich aktívnejšie čítať takéto oblasti. Vedci okrem toho vykonali sériu podobných experimentov na E. coli, v ktorých genóme nie sú „klasické“chromozómy a telomerázy.
Ukázalo sa, že telomerázová RNA bola skutočne zodpovedná za syntézu špeciálnych proteínových molekúl, hTERP, ktoré pozostávali iba zo 121 aminokyselín. Zvýšená koncentrácia v rakovinových bunkách a mikróboch, ako ukazujú ďalšie experimenty, ich chránila pred rôznymi typmi bunkového stresu, čím zachránila životy v prípade prehriatia, nedostatku potravy alebo objavenia sa toxínov.
Dôvodom bolo, ako neskôr zistila Rubtsova a jej kolegovia, že hTERP urýchľuje proces „spracovania“úlomkov proteínov, RNA a ďalších molekúl v lyzozómoch, hlavných „spaľovniach“bunky. To ich súčasne chráni pred smrťou a významne znižuje šance na mutácie a rozvoj rakoviny.
Ďalšie experimenty, podľa genetikov, nám pomôžu porozumieť tomu, ako telomeráza a hTERP spolu navzájom pôsobia, a ako sa dajú použiť na vytvorenie druhu „elixíru mládeže“, ktorý je z hľadiska onkológie bezpečný.