Теломераза начинает открывать свои секреты
Один из наиболее загадочных компонентов клетки – белковый конгломерат теломераза – приобрел широкую известность благодаря участию в формировании злокачественных новообразований, процессах старения и поддержании стволовых клеток в недифференцированном состоянии.
Исследователи и специалисты фармацевтических компаний активно работают над расшифровкой структуры теломеразы, однако до недавнего времени, несмотря на массу затраченных усилий, кроме двух обнаруженных в 1999 году белков, им не удалось идентифицировать ни одного из компонентов этого массивного белкового комплекса.
Ученые Стэнфордского университета, работающие под руководством доктора Стивена Артанди (Steven Artandi), идентифицировали еще два белка, входящих в состав теломеразного комплекса, и уже получили предварительные результаты касательно еще нескольких молекул. С 1999 года это открытие является первым серьезным достижением в изучении структуры теломеразы. Авторы утверждают, что открытие ранее неизвестных компонентов теломеразы предоставляет специалистам две новые мишени для лечения рака.
Теломераза известна благодаря своей роли в поддержании стабильности генетического материала клетки. При каждом делении в клетке синтезируются копии каждой из 46 хромосом. Оригиналы и копии хромосом впоследствии распределяются между двумя дочерними клетками. При каждом копировании хромосома утрачивает фрагменты защитных концевых участков – теломер. Укорочение хромосом является одной из причин старения клеток. После определенного количества делений теломеры хромосом укорачиваются до критической длины, и клетка прекращает делиться и гибнет.
Раковые клетки решают эту проблему путем синтеза теломеразы, восстанавливающей утраченные концевые участки хромосом. В результате клетки приобретают способность делиться практически бесконечно. В нормальных условиях теломераза активна в клетках эмбриона, однако вскоре после рождения она исчезает практически во всех клетках, кроме взрослых стволовых клеток и некоторых клеток иммунной системы.
С момента открытия теломеразы в 1994 году ученые вынашивают идею создания препарата, блокирующего этот белковый комплекс, что приведет к укорочению хромосом раковых клеток, их старению и гибели. Однако появление такого препарата невозможно без достаточной информации о белковом составе теломеразы.
Одна из проблем изучении теломеразы заключается в том, что даже в активно делящихся раковых клетках она содержится в крайне малых количествах. До настоящего времени ни одна методика не позволяла анализировать такие малые количества белка.
Для преодоления этой проблемы авторы измельчили массивный теломеразный комплекс на крошечные белковые фрагменты и проанализировали их на особо чувствительном секвенаторе. Идентифицированные аминокислотные последовательности перекодировали в возможные последовательности нуклеотидов и сравнили их с генетической базой данных с целью поиска генов, соответствующих каждому из фрагментов.
В результате исследователям удалось идентифицировать два гена, кодирующих белковые компоненты теломеразы – ферменты группы АТФаз, которые получили названия понтин (pontin) и рептин (reptin). Ученые утверждают, что на этом открытия не закончатся. Кроме того, с помощью генетических методов им удалось инактивировать синтез понтина, что привело к прекращению функционирования теломеразы. Кроме работы над дальнейшей расшифровкой генов, кодирующих компоненты теломеразы, авторы планируют заняться поиском малых молекул, которые подавляли бы активность уже известного белка в раковых клетках.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily
26.03.2008