Biolodzy rosyjscy i europejscy odkryli, jak działa „serce” telomerazy, enzymu, którego włączenie do organizmu dorosłego człowieka może uczynić jego komórki nieśmiertelnymi, mówi artykuł opublikowany w czasopiśmie Nucleic Acids Research.
„Te dane przybliżają nas do zrozumienia struktury, funkcjonowania i regulacji telomerazy. W przyszłości można je wykorzystać do tworzenia leków, które zarówno zwiększają aktywność telomerazy, jak i wydłużają żywotność komórek, a także zmniejszają ją w celu pozbawienia komórek rakowych nieśmiertelności”- zauważa Elena Rodina, biochemik z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego.
Komórki embrionu i embrionalnych komórek macierzystych są praktycznie nieśmiertelne z biologicznego punktu widzenia - w odpowiednim środowisku mogą żyć prawie wiecznie i dzielić się nieograniczoną liczbę razy. W tym przypadku komórki ciała osoby dorosłej po 40-50 cyklach tracą zdolność podziału i wchodzą w fazę starzenia.
Różnice te wynikają z faktu, że każdy podział dorosłych komórek prowadzi do zmniejszenia długości ich chromosomów, których końcowe odcinki są oznaczone specjalnymi powtarzającymi się segmentami, tzw. Telomerami. Kiedy telomery stają się zbyt małe, komórka przestaje uczestniczyć w życiu organizmu. Uważa się, że chroni go to przed rozwojem raka.
Jak wyjaśniają Rodina i jej koledzy, nigdy nie dzieje się to w komórkach embrionalnych i nowotworowych, ponieważ ich telomery są odnawiane i wydłużane z każdym podziałem dzięki specjalnym enzymom - telomerazom. Geny odpowiedzialne za gromadzenie się tych białek są wyłączane w dorosłych komórkach, ale w ostatnich latach naukowcy aktywnie zastanawiali się, czy można przedłużyć życie człowieka poprzez ich włączenie na siłę lub stworzenie sztucznego analogu.
Biolodzy i chemicy z Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego, Moskiewskiego Instytutu Fizyki i Technologii oraz innych rosyjskich i europejskich ośrodków badawczych zrobili pierwszy krok w kierunku rozwiązania tego problemu, badając strukturę centralnej części enzymu i odkrywając, jak oddziałuje on z cząsteczkami RNA i DNA podczas wydłużania telomerów w pojedynczych komórkach drożdży.
Eksperymenty wykazały, że to białko jest zasadniczo podobne do kopiarki. Odczytuje pojedynczą próbkę - cząsteczkę RNA - i kopiuje ją do DNA przyszłej komórki, a następnie skleja ze sobą nowe kopie.
Biolodzy uważają, że jeden z jego regionów, zwany TEN, jest kluczową częścią tego procesu i całej telomerazy w ogóle. Zakłada się, że pełni on rolę swego rodzaju kontrolera: monitoruje długość telomerów, określając ich początek i koniec za pomocą specjalnych sekwencji liter-nukleotydów, odpowiada za ich przyłączenie do wspólnej nici DNA i rozpoczęcie składania kolejnego regionu.
Film promocyjny:
Co ciekawe, struktura TEN jest prawie taka sama w większości stworzeń wielokomórkowych, co sugeruje, że odegrała ona kluczową rolę w ewolucji przez ostatnie 500 milionów lat. Naukowcy mają nadzieję, że dalsze badania telomeraz drożdżowych, które działają bez przerwy, i ich porównanie z podobnymi ludzkimi enzymami pomogą zrozumieć, dlaczego białka te są wyłączone w naszych komórkach, a także znaleźć klucz do kontrolowania ich aktywności.
