Forskere finner instruksjoner i søppel-DNA

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

Russiske molekylærbiologer har funnet ut at søppel-DNA i endene av kromosomene inneholder instruksjoner for å syntetisere et protein som hjelper cellene til å ikke dø av stress. Funnene deres ble presentert i tidsskriftet Nucleic Acids Research.

"Dette proteinet er interessant fordi det finnes i RNA, som tidligere ble ansett som ikke-kodende, en av" hjelperne "til telomerase. Vi oppdaget at det kan ha en annen funksjon hvis det ikke er i cellekjernen, men i cytoplasmaet. telomerase kan bringe forskere nærmere etableringen av "ungdomseliksiren" og hjelpe i kampen mot kreft, "sa Maria Rubtsova fra Lomonosov Moscow State University, hvis ord rapporteres av pressetjenesten til universitetet.

Nøkkelen til udødelighet

Cellene til embryoet og de embryonale stamcellene er praktisk talt udødelige fra et biologisk synspunkt - de kan leve nesten på ubestemt tid i et tilstrekkelig miljø, og dele seg et ubegrenset antall ganger. Derimot mister celler i en voksens kropp gradvis sin evne til å dele seg etter 40-50 delingssykluser, og går inn i aldringsfasen, noe som antagelig reduserer sjansene for å utvikle kreft.

Disse forskjellene skyldes det faktum at hver deling av "voksne" celler fører til en reduksjon i lengden på kromosomene deres, hvis ender er merket med spesielle repeterende segmenter, de såkalte telomerene. Når telomerer blir for små, "trekker cellen seg tilbake" og slutter å delta i kroppens liv.

Dette skjer aldri i embryonale og kreftceller, siden deres telomerer fornyes og forlenges med hver deling på grunn av spesielle telomerase-enzymer. Genene som er ansvarlige for sammenstillingen av disse proteinene er slått av i voksne celler, og de siste årene har forskere aktivt tenkt på om det er mulig å forlenge livet til en person ved å tvangsslå dem på eller lage en kunstig analog av telomeraser.

Rubtsova og hennes kolleger har lenge studert hvordan «naturlige» telomeraser hos mennesker og andre pattedyr fungerer. Nylig var de interessert i hvorfor vanlige celler i kroppen, der dette proteinet ikke fungerer, av en eller annen grunn syntetiserer store mengder av en av assistentene, et kort RNA-molekyl kalt TERC.

Denne sekvensen på rundt 450 "genetiske bokstaver", forklarer biologen, ble tidligere antatt å være en vanlig del av "søppel-DNA" som telomerase kopierer og legger til endene av kromosomene. Av denne grunn ga forskerne ikke mye oppmerksomhet til strukturen til TERC og de mulige rollene til dette fragmentet av genomet i cellelivet.

Skjult assistent

Ved å analysere strukturen til dette RNA i menneskelige kreftceller, la Rubtsovas team merke til at det er en spesiell nukleotidsekvens inne i den, som vanligvis markerer begynnelsen på et proteinmolekyl. Etter å ha funnet et så nysgjerrig "stykke", sjekket biologer om det er analoger i cellene til andre pattedyr.

Det viste seg at de var til stede i DNAet til katter, hester, mus og mange andre dyr, og strukturen til dette fragmentet i genomet til hvert av disse dyrene falt sammen med omtrent halvparten. Dette førte genetikere til ideen om at inne i TERC var det ikke meningsløse fragmenter av eldgamle gener, men et fullstendig "levende" protein.

De testet denne ideen ved å sette inn flere kopier av dette RNA-et i DNAet til de samme kreftcellene og få dem til å lese slike områder mer aktivt. I tillegg gjennomførte forskerne en serie lignende eksperimenter på E. coli, i hvis genom det ikke er noen "klassiske" kromosomer og telomeraser.

Det viste seg at telomerase-RNA faktisk var ansvarlig for syntesen av spesielle proteinmolekyler, hTERP, som bare besto av 121 aminosyrer. Den økte konsentrasjonen i kreftceller og mikrober, som ytterligere eksperimenter viste, beskyttet dem mot ulike typer cellulært stress, og reddet deres liv i tilfelle overoppheting, mangel på mat eller utseende av giftstoffer.

Årsaken til dette, som Rubtsova og hennes kolleger senere fant ut, var at hTERP akselererer prosessen med å "behandle" utklipp av proteiner, RNA og andre molekyler i lysosomer, de viktigste "forbrenningsovnene" i cellen. Dette beskytter dem samtidig mot død og reduserer sjansene for mutasjoner og utvikling av kreft betraktelig.

Ytterligere eksperimenter, ifølge genetikere, vil hjelpe oss å forstå hvordan telomerase og hTERP interagerer med hverandre, og hvordan de kan brukes til å skape en slags «ungdomseliksir» som er trygg fra et onkologisk synspunkt.