A tudósok utasításokat találnak a selejt DNS-ben

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Orosz molekuláris biológusok azt találták, hogy a kromoszómák végén található ócska DNS olyan fehérje szintézisére vonatkozó utasításokat tartalmaz, amelyek segítik a sejteket, hogy ne pusztuljanak el a stressztől. Eredményeiket a Nucleic Acids Research folyóiratban mutatták be.

"Ez a fehérje azért érdekes, mert az RNS-ben található, amelyet korábban nem kódolónak, a telomeráz egyik "segítőjének" tartottak. Felfedeztük, hogy más funkciója is lehet, ha nem a sejtmagban, hanem a citoplazmában van. A telomeráz közelebb hozhatja a tudósokat a „fiatalság elixírjének” megalkotásához, és segíthet a rák elleni küzdelemben” – mondta Maria Rubcova, a Lomonoszov Moszkvai Állami Egyetem munkatársa, akinek szavait az egyetem sajtószolgálata közölte.

A halhatatlanság kulcsa

Az embrió és az embrionális őssejtek sejtjei biológia szempontból gyakorlatilag halhatatlanok – megfelelő környezetben szinte végtelenül élhetnek, és korlátlan számú osztódásra képesek. Ezzel szemben a felnőtt szervezet sejtjei 40-50 osztódási ciklus után fokozatosan elveszítik osztódási képességüket, belépnek az öregedési fázisba, ami feltehetően csökkenti a rák kialakulásának esélyét.

Ezek a különbségek abból fakadnak, hogy a "felnőtt" sejtek minden osztódása kromoszómáik hosszának csökkenéséhez vezet, amelyek végeit speciális ismétlődő szegmensek, az úgynevezett telomerek jelölik. Amikor a telomerek túl kicsivé válnak, a sejt „nyugdíjba vonul”, és nem vesz részt a test életében.

Ez soha nem történik meg embrionális és rákos sejtekben, mivel telomerjeik minden osztódáskor megújulnak és meghosszabbodnak a speciális telomeráz enzimeknek köszönhetően. Ezeknek a fehérjéknek az összeállításáért felelős gének ki vannak kapcsolva a felnőtt sejtekben, és az elmúlt években a tudósok aktívan gondolkodtak azon, hogy lehetséges-e meghosszabbítani egy ember életét erőszakos bekapcsolással vagy a telomerázok mesterséges analógjának létrehozásával..

Rubcova és munkatársai régóta tanulmányozzák, hogyan működnek a "természetes" telomerázok az emberekben és más emlősökben. Nemrég az érdekelte őket, hogy a test hétköznapi sejtjei, ahol ez a fehérje nem működik, valamiért miért szintetizálják nagy mennyiségben az egyik asszisztensét, a TERC nevű rövid RNS-molekulát.

A biológus magyarázata szerint ezt a mintegy 450 „genetikai betűből” álló szekvenciát korábban a „szemét DNS” gyakori darabjának tartották, amelyet a telomeráz lemásol és a kromoszómák végéhez ad hozzá. Emiatt a tudósok nem fordítottak nagy figyelmet a TERC szerkezetére és a genom ezen fragmentumának lehetséges szerepére a sejtek életében.

Rejtett asszisztens

Ennek az RNS-nek az emberi rákos sejtekben való szerkezetét elemezve Rubcova csapata észrevette, hogy egy speciális nukleotidszekvencia található benne, amely általában egy fehérjemolekula kezdetét jelzi. Miután találtak egy ilyen furcsa "darabot", a biológusok ellenőrizték, hogy vannak-e analógok más emlősök sejtjeiben.

Kiderült, hogy jelen vannak macskák, lovak, egerek és sok más állat DNS-ében, és ezeknek az állatoknak a genomjában ennek a fragmentumnak a szerkezete körülbelül a felére esik egybe. Ez arra a gondolatra vezette a genetikusokat, hogy a TERC-ben nem az ősi gének értelmetlen töredékei voltak, hanem egy teljesen "élő" fehérje.

Úgy tesztelték ezt az ötletet, hogy ennek az RNS-nek további másolatait illesztették be ugyanazon rákos sejtek DNS-ébe, és aktívabban olvassák ezeket a régiókat. Ezenkívül a tudósok egy sor hasonló kísérletet végeztek E. coli-val, amelynek genomjában nincsenek "klasszikus" kromoszómák és telomerázok.

Kiderült, hogy a telomeráz RNS valójában a speciális fehérjemolekulák, a hTERP szintéziséért felelős, amely mindössze 121 aminosavból állt. Megnövekedett koncentrációja a rákos sejtekben és a mikrobákban, amint azt további kísérletek kimutatták, megvédte őket a különféle sejtes stressztől, megmentve életüket túlmelegedés, táplálékhiány vagy méreganyagok megjelenése esetén.

Ennek oka, amint azt Rubcova és munkatársai később kiderítették, az volt, hogy a hTERP felgyorsítja a fehérjék, RNS és más molekulák „feldolgozási” folyamatát a lizoszómákban, a sejt fő „égetőiben”. Ez egyszerre védi meg őket a haláltól, és jelentősen csökkenti a mutációk és a rák kialakulásának esélyét.

A genetikusok szerint további kísérletek segítenek megérteni, hogy a telomeráz és a hTERP hogyan kölcsönhatásba lép egymással, és hogyan lehet velük egyfajta, onkológiai szempontból biztonságos "fiatalság elixírt" létrehozni.