Zinātnieki atrod norādījumus nevēlamā DNS

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Krievu molekulārie biologi atklājuši, ka hromosomu galos esošajā junk DNS satur instrukcijas proteīna sintezēšanai, kas palīdz šūnām nenomirt no stresa. Viņu atklājumi tika prezentēti žurnālā Nucleic Acids Research.

"Šis proteīns ir interesants, jo tas ir atrodams RNS, kas iepriekš tika uzskatīta par nekodējošu, kas ir viens no telomerāzes" palīgiem. Mēs atklājām, ka tam var būt cita funkcija, ja tā nav šūnas kodolā, bet gan tās citoplazmā. telomerāze var tuvināt zinātniekus "jaunības eliksīra" radīšanai un palīdzēt cīņā pret vēzi," sacīja Marija Rubcova no Lomonosova Maskavas Valsts universitātes, kuras vārdus ziņo universitātes preses dienests.

Nemirstības atslēga

Embrija šūnas un embrionālās cilmes šūnas ir praktiski nemirstīgas no bioloģijas viedokļa – tās var dzīvot gandrīz neierobežoti adekvātā vidē un dalīties neierobežotu skaitu reižu. Turpretim pieauguša cilvēka ķermeņa šūnas pamazām zaudē dalīšanās spēju pēc 40-50 dalīšanās cikliem, nonākot novecošanās fāzē, kas, domājams, samazina vēža attīstības iespējamību.

Šīs atšķirības ir saistītas ar to, ka katra "pieaugušo" šūnu dalīšanās noved pie to hromosomu garuma samazināšanās, kuru galus iezīmē īpaši atkārtoti segmenti, tā sauktie telomēri. Kad telomēri kļūst pārāk mazi, šūna "atkāpjas" un pārstāj piedalīties ķermeņa dzīvē.

Tas nekad nenotiek embrionālajās un vēža šūnās, jo to telomēri tiek atjaunoti un pagarināti ar katru dalīšanos īpašu telomerāzes enzīmu dēļ. Gēni, kas ir atbildīgi par šo proteīnu montāžu, pieaugušo šūnās ir izslēgti, un pēdējos gados zinātnieki aktīvi domā par to, vai ir iespējams pagarināt cilvēka dzīvi, tos piespiedu kārtā ieslēdzot vai radot mākslīgu telomerāžu analogu..

Rubcova un viņas kolēģi jau sen ir pētījuši, kā darbojas "dabiskās" telomerāzes cilvēkiem un citiem zīdītājiem. Nesen viņus interesēja, kāpēc parastās ķermeņa šūnas, kurās šis proteīns nedarbojas, nez kāpēc sintezē lielu daudzumu viena no palīgiem, īsu RNS molekulu, ko sauc par TERC.

Biologs skaidro, ka šī aptuveni 450 "ģenētisko burtu" secība iepriekš tika uzskatīta par izplatītu "nevēlamās DNS" daļu, ko telomerāze kopē un pievieno hromosomu galiem. Šī iemesla dēļ zinātnieki nepievērsa lielu uzmanību TERC struktūrai un šī genoma fragmenta iespējamajai lomai šūnu dzīvē.

Slēpts palīgs

Analizējot šīs RNS struktūru cilvēka vēža šūnās, Rubcovas komanda pamanīja, ka tajā atrodas īpaša nukleotīdu secība, kas parasti iezīmē proteīna molekulas sākumu. Atraduši tik kuriozu "gabalu", biologi pārbaudīja, vai citu zīdītāju šūnās nav analogu.

Izrādījās, ka tie atradās kaķu, zirgu, peļu un daudzu citu dzīvnieku DNS, un to šī fragmenta struktūra katra no šiem dzīvniekiem genomā sakrita aptuveni uz pusi. Tas noveda pie ģenētikas domām, ka TERC iekšienē nebija bezjēdzīgi seno gēnu fragmenti, bet gan pilnīgi "dzīvs" proteīns.

Viņi pārbaudīja šo ideju, ievietojot papildu šīs RNS kopijas to pašu vēža šūnu DNS un liekot tām aktīvāk lasīt šādus reģionus. Turklāt zinātnieki veica virkni līdzīgu eksperimentu ar E. coli, kuras genomā nav "klasisko" hromosomu un telomerāžu.

Izrādījās, ka telomerāzes RNS patiesībā bija atbildīga par īpašu proteīna molekulu hTERP sintēzi, kas sastāvēja tikai no 121 aminoskābes. Tā paaugstinātā koncentrācija vēža šūnās un mikrobios, kā pierādīja turpmākie eksperimenti, pasargāja tos no dažāda veida šūnu stresa, glābjot viņu dzīvības pārkaršanas, barības trūkuma vai toksīnu parādīšanās gadījumā.

Iemesls tam, kā vēlāk atklāja Rubcova un viņas kolēģi, bija tas, ka hTERP paātrina proteīnu, RNS un citu molekulu lūžņu "apstrādes" procesu lizosomās, galvenajās šūnas "sadedzināšanas iekārtās". Tas vienlaikus pasargā tos no nāves un ievērojami samazina mutāciju un vēža attīstības iespējamību.

Turpmākie eksperimenti, pēc ģenētiķu domām, palīdzēs mums saprast, kā telomerāze un hTERP mijiedarbojas savā starpā un kā tos var izmantot, lai radītu sava veida "jaunības eliksīru", kas ir drošs no onkoloģijas viedokļa.