Tutkijat löytävät ohjeita roska-DNA:sta

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Venäläiset molekyylibiologit ovat havainneet, että kromosomien päissä oleva roska-DNA sisältää ohjeet sellaisen proteiinin syntetisoimiseksi, joka auttaa soluja olemaan kuolematta stressiin. Heidän havainnot esiteltiin Nucleic Acids Research -lehdessä.

"Tämä proteiini on mielenkiintoinen, koska sitä löytyy RNA:sta, jota pidettiin aiemmin ei-koodaavana, yhtenä telomeraasin" auttajista ". Havaitsimme, että sillä voi olla toinen tehtävä, jos se ei ole solun tumassa, vaan sen sytoplasmassa… telomeraasi voi tuoda tutkijat lähemmäksi "nuoruuden eliksiirin" luomista ja auttaa taistelussa syöpää vastaan", sanoi Maria Rubtsova Lomonosov Moskovan valtionyliopistosta, jonka sanat raportoi yliopiston lehdistöpalvelu.

Avain kuolemattomuuteen

Alkion solut ja alkion kantasolut ovat biologian kannalta käytännössä kuolemattomia - ne voivat elää sopivassa ympäristössä lähes loputtomiin ja jakautua rajattoman monta kertaa. Sitä vastoin aikuisen kehon solut menettävät vähitellen kykynsä jakautua 40-50 jakautumissyklin jälkeen ja siirtyvät ikääntymisvaiheeseen, mikä oletettavasti vähentää syövän kehittymisen mahdollisuuksia.

Nämä erot johtuvat siitä, että jokainen "aikuisten" solujen jakautuminen johtaa niiden kromosomien pituuden lyhenemiseen, joiden päät on merkitty erityisillä toistuvilla segmenteillä, niin kutsutuilla telomeereillä. Kun telomeerit tulevat liian pieniksi, solu "vetyy eläkkeelle" ja lakkaa osallistumasta kehon elämään.

Tätä ei koskaan tapahdu alkio- ja syöpäsoluissa, koska niiden telomeerit uusiutuvat ja pidentyvät jokaisen jakautumisen yhteydessä erityisten telomeraasientsyymien ansiosta. Näiden proteiinien kokoamisesta vastaavat geenit ovat sammuneet aikuisten soluissa, ja viime vuosina tutkijat ovat aktiivisesti pohtineet, voidaanko ihmisen elämää pidentää väkisin kytkemällä ne päälle tai luomalla keinotekoinen telomeraasien analogi..

Rubtsova ja hänen kollegansa ovat pitkään tutkineet kuinka "luonnolliset" telomeraasit toimivat ihmisissä ja muissa nisäkkäissä. Äskettäin he olivat kiinnostuneita siitä, miksi tavalliset kehon solut, joissa tämä proteiini ei toimi, jostain syystä syntetisoivat suuria määriä yhtä sen avustajaa, lyhyttä RNA-molekyyliä nimeltä TERC.

Tämän noin 450 "geneettisen kirjaimen" sekvenssin, biologi selittää, ajateltiin aiemmin olevan yleinen "roska-DNA", joka telomeraasi kopioi ja lisää kromosomien päitä. Tästä syystä tutkijat eivät kiinnittäneet paljon huomiota TERC:n rakenteeseen ja tämän genomin fragmentin mahdollisiin rooleihin solujen elämässä.

Piilotettu avustaja

Analysoidessaan tämän RNA:n rakennetta ihmisen syöpäsoluissa Rubtsovan työryhmä huomasi, että sen sisällä on erityinen nukleotidisekvenssi, joka yleensä merkitsee proteiinimolekyylin alkua. Löydettyään tällaisen uteliaan "palan" biologit tarkastivat, onko muiden nisäkkäiden soluissa analogeja.

Kävi ilmi, että niitä oli kissojen, hevosten, hiirten ja monien muiden eläinten DNA:ssa, ja niiden tämän fragmentin rakenne kunkin näiden eläinten genomissa oli noin puolet yhtäpitävä. Tämä johti geneetikot ajatukseen, että TERC:n sisällä ei ollut merkityksettömiä muinaisten geenien fragmentteja, vaan täysin "elävä" proteiini.

He testasivat tätä ajatusta lisäämällä tämän RNA:n lisäkopioita samojen syöpäsolujen DNA:han ja saamalla ne lukemaan aktiivisemmin tällaisia alueita. Lisäksi tutkijat suorittivat sarjan samanlaisia kokeita E. colilla, jonka genomissa ei ole "klassisia" kromosomeja ja telomeraaseja.

Kävi ilmi, että telomeraasi-RNA oli itse asiassa vastuussa erityisten proteiinimolekyylien, hTERP:n, synteesistä, joka koostui vain 121 aminohaposta. Sen lisääntynyt pitoisuus syöpäsoluissa ja mikrobeissa, kuten lisäkokeet osoittivat, suojeli niitä erilaisilta solustressiltä ja pelasti heidän henkensä ylikuumenemisen, ruuan puutteen tai toksiinien ilmaantuessa.

Syy tähän, kuten Rubtsova ja hänen kollegansa myöhemmin selvittivät, oli se, että hTERP nopeuttaa proteiinien, RNA:n ja muiden molekyylien "käsittelyä" lysosomeissa, solun tärkeimmissä "polttolaitoksissa". Tämä samanaikaisesti suojaa heitä kuolemalta ja vähentää merkittävästi mutaatioiden ja syövän kehittymisen mahdollisuuksia.

Jatkokokeet auttavat geneetikkojen mukaan ymmärtämään, kuinka telomeraasi ja hTERP ovat vuorovaikutuksessa keskenään ja kuinka niiden avulla voidaan luoda eräänlainen onkologian kannalta turvallinen "nuoruuden eliksiiri".