Как добиться бессмертия?
Шведские ученые из университета Умеа, работающие под руководством профессора Горана Руса (Göran Roos), продемонстрировали, что в определенных условиях клетки способны достигать состояния бессмертия (иммортализации) путем постепенных изменений экспрессии генов, управляющих процессами восстановления ДНК, а также роста и деления клеток. Исследователи также установили, что активация ферментативного комплекса теломеразы, необходимая для обеспечения неограниченного деления клеток, происходит на заключительных этапах этого процесса.
Результаты исследования опубликованы в апрельском номере журнала Aging Cell в статье Sofie Degerman et al. «Telomerase upregulation is a postcrisis event during senescence bypass and immortalization of two Nijmegen breakage syndrome T cell cultures».
Важную роль в поддержании генетической стабильности клетки играют концевые участки хромосом – теломеры. В нормальных клетках теломеры укорачиваются с каждым делением, и при достижении ими определенной длины клетки прекращают делиться. При наличии некоторых генетических мутаций клетки продолжают делиться несмотря на продолжающееся укорочение теломер. Однако при достижении теломерами критичной длины развивается так называемый кризис, проявляющийся дисбалансом активности генов и массовой гибелью клеток. В некоторых случаях клетки переживают этот кризис и приобретают способность к неограниченному делению. При проведении более ранних работ этот переход из состояния кризиса в состояние иммортализации ассоциировали с активацией теломеразы – ферментативного комплекса, способного восстанавливать длину теломер и стабилизировать геном. Общеизвестным фактом является также то, что теломераза активна в злокачественных клетках.
В рамках своей работы авторы многократно анализировали состояние лимфоцитов, культивируемых в инкубаторе до тех пор, пока все выжившие клетки не достигли состояния бессмертия. Обычно для достижения иммортализации над клетками проводят определенные генетические манипуляции, однако в данной работе лимфоциты стали бессмертными спонтанно. Этот необычный феномен сходен с процессами, приводящими к развитию таких злокачественных заболеваний, как лейкемия.
Изучение состояния клеток показало, что изначально их теломеры, как и полагается, укорачивались с каждым делением, а по истечении определенного периода времени клетки вступали в стадию кризиса, характеризующуюся массовой клеточной гибелью. При этом в переживших кризис и достигших иммортализации клетках не регистрировалось активности теломеразы. Авторы установили, что в таких клетках снижена экспрессия генов, подавляющих активность теломеразы, однако это не приводит к активации ферментативного комплекса, которая происходит позже, в результате активации факторов положительной регуляции. Результатом этого является последующее удлинение и стабилизация теломер. Анализ экспрессии генов показал, что пережившие кризис клетки имели мутации в генах, играющих ключевую роль в процессах восстановления повреждений ДНК, а также роста и деления клеток.
Полученные авторами данные проливают новый свет на комплекс механизмов, обеспечивающих иммортализацию клеток. Эта новая информация поможет специалистам в изучении этиологии различных злокачественных заболеваний, в первую очередь лейкемии.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily: New Findings About How Cells Achieve Eternal Life.
25.03.2010