Контролер теломеразы

Ещё один шаг к разгадке тайны старения и рака

Мария Толмачёва, XX2 век

Человеческое тело состоит из триллионов живых клеток. Оно стареет по мере того, как эти клетки перестают воспроизводиться и делиться. Учёные давно знают, что гены влияют на старение клеток и продолжительность жизни человека, но как именно это происходит, остаётся неясным. Результаты нового исследования позволили разгадать небольшой фрагмент этой головоломки, что на шаг приблизило учёных к пониманию механизма старения.

Исследовательская группа под руководством Цзиюэ Чжу (Jiyue Zhu), профессора Колледжа фармации и фармацевтических наук (College of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences), недавно выявила участок ДНК, известный как VNTR2-1, который, как оказалось, управляет активностью гена теломеразы. Этот ген, как показано в работе, предотвращает старение некоторых типов клеток. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (Xu et al., Polymorphic tandem DNA repeats activate the human telomerase reverse transcriptase gene).

Ген теломеразы контролирует активность фермента теломеразы, который помогает надстраивать теломеры – колпачки на конце каждой нити ДНК, защищающие хромосомы внутри наших клеток. В нормальных клетках длина теломер становится немного короче каждый раз, когда клетки дублируют свою ДНК перед делением. Когда теломеры становятся слишком короткими, клетки больше не могут делиться, что приводит к их старению и смерти. Однако в некоторых типах клеток – включая репродуктивные и раковые – активность гена теломеразы обеспечивает восстановление длины теломер при копировании ДНК. По сути, именно это запускает часы старения у потомства, но также является причиной того, что раковые клетки могут продолжать размножаться и образовывать опухоли.

Знание того, как регулируется и активируется ген теломеразы и почему он активен только в определённых типах клеток, может в будущем стать ключом к пониманию того, как стареют люди, а также как остановить распространение рака. Именно поэтому последние 20 лет своей научной карьеры Чжу занимается исключительно изучением этого гена.

По словам Чжу, последнее открытие его команды о том, что VNTR2-1 помогает управлять активностью гена теломеразы, особенно примечательно из-за того, какую часть ДНК представляет этот ген.

«Почти 50% нашего генома состоит из повторяющейся ДНК, которая не кодирует белок. Эти последовательности ДНК обычно рассматриваются как «мусорная ДНК» или «тёмное вещество» нашего генома, и их трудно изучать. Наше исследование показывает, что одна из этих единиц на самом деле имеет определённую функцию – она усиливает активность гена теломеразы»,

пояснил Чжу.

Выводы исследователей основаны на серии экспериментов, показавших, что удаление данной последовательности из ДНК раковых клеток – как в культуре клеток человека, так и у мышей – приводит к укорачиванию теломер, старению клеток и прекращению роста опухолей. Впоследствии учёные изучили длину последовательности в образцах ДНК, взятых у столетних европеоидов и афроамериканцев, участников Georgia Centenarian Study – исследования, которое проводилось с группой людей в возрасте 100 лет и старше в период с 1988 по 2008 год. Исследователи обнаружили, что длина последовательности ДНК варьировала от 53 повторов – или копий – до 160 повторов.

«Она сильно варьирует, и наше исследование фактически показывает, что ген теломеразы более активен у людей с более длинной последовательностью», сказал Чжу.

Поскольку очень короткие последовательности были обнаружены только у афроамериканцев, исследователи более внимательно изучили эту группу и обнаружили, что столетних людей с короткой последовательностью VNTR2-1 было относительно немного по сравнению с контрольной группой. Однако, по словам Чжу, стоит отметить, что наличие короткой последовательности не обязательно означает, что продолжительность вашей жизни будет короче, поскольку это означает, что ген теломеразы менее активен и длина ваших теломер может быть короче, что может снизить вероятность развития рака.

«Наши результаты говорят о том, что эта последовательность, VNTR2-1, вносит вклад в генетическое разнообразие того, как мы стареем и как у нас возникает рак. Мы знаем, что онкогены – или гены рака – и гены-супрессоры опухолей не объясняют всех причин, по которым мы заболеваем раком. Наше исследование показывает, что картина гораздо сложнее, чем мутация онкогена, и даёт веские основания для того, чтобы более внимательно изучить так называемую мусорную ДНК», прокомментировал Чжу.

Чжу отметил, что поскольку афроамериканцы живут в США уже несколько поколений, многие из них имеют европеоидных предков, от которых они могли унаследовать часть этой последовательности. Поэтому в качестве следующего шага он и его команда надеются, что смогут изучить последовательность VNTR2-1 в африканской популяции.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru