Еще один механизм бессмертия: альтернативное удлинение теломер

Раскрыты подробности альтернативного «механизма бессмертия» рака
Кирилл Стасевич, Компьюлента

Раковые клетки достигают бессмертия путём сохранения концевых фрагментов хромосом – теломер. Многие опухоли используют для этого фермент теломеразу, но есть и такие, что идут по принципиально иному пути. Исследователи выяснили, чем эти механизмы различаются.

У любой эукариотической клетки есть некое максимальное число делений, называемое пределом Хейфлика: в среднем через 50 делений клетка умирает, старея при приближении к этому рубежу. Исключение составляют бессмертные клетки: стволовые, половые и раковые.

Механизм бессмертия рака давно занимает умы учёных. Если бы им удалось испортить его, проблема рака исчезла бы. Примерно 90% злокачественных опухолей используют для бессмертия фермент теломеразу. Ограничение на количество делений связано с тем, что машина, копирующая ДНК, при каждом делении чуть-чуть недочитывает воспроизводимую молекулу. Концевые зоны хромосом, которые недочитываются при делениях, называются теломерами, их размер и определяет количество делений клетки. Но существует фермент теломераза, который способен достраивать теломеры – а значит, продлевать жизнь клетке.

Несмотря на «популярность» теломеразы, есть ещё один механизм бессмертия, который используют опухолевые клетки: он называется альтернативным удлинением теломер. Здесь тоже удлиняются теломеры, но иначе – с использованием сложной реакции гомологичной рекомбинации. ДНК в клетках нашего тела существует в двух идентичных копиях, и если повредить одну молекулу, то повреждённый участок можно пересадить из парной хромосомы: это и называется гомологичной рекомбинацией, обменом фрагментами между парными ДНК.

Схема «нормальной» рекомбинации между двумя хромосомами,
сопровождающая образование половых клеток (рисунок Magistra Learning Co).

Вот раковые клетки и научились при копировании ДНК восстанавливать теломеры за счёт такой рекомбинации.

Учёные из Института биологических исследований Солка (США) попытались выяснить подробности этого альтернативного удлинения теломер. У млекопитающих оба конца ДНК хромосомы обычно завершаются длинным участком, богатым гуанином (G). Но в раковых клетках, использующих альтернативный механизм, хромосомные теломеры несли концы, обогащённые цитозином (С). С-конец несла примерно половина теломер опухолей с альтернативным удлинением этих самых теломер. Это в сотни раз превышает встречаемость такой же С-последовательности у нормальных клеток.

Кроме того, С-концы теломер почти не обнаруживались среди раковых клеток, использующих теломеразу. Но при этом, по словам руководителя исследований Яна Карлседера, такие концы хромосом встречаются у круглых червей. С С- и G-концами ДНК у червей связываются два белка, причём если с С-конца удалить белок-напарник, то клетки животного начнут демонстрировать черты ракового перерождения.

Полностью о результатах рассматриваемой работы (Liana Oganesian, Jan Karlseder // Mammalian 5′ C-Rich Telomeric Overhangs Are a Mark of Recombination-Dependent Telomere Maintenance) можно прочесть в журнале Molecular Cell.

Как говорят учёные, опухолевые клетки, у которых подавляют активность теломеразы, нередко всё равно выживают и продолжают делиться благодаря переходу на альтернативное удлинение теломерных участков. Таким образом, людям хорошо бы научиться воздействовать на оба механизма сразу. Кто знает, вдруг белок круглых червей, который связывается с С-концевыми фрагментами хромосом, поможет исследователям в борьбе с раком...

Подготовлено по материалам PhysOrg: A new ending to an old 'tail'.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
25.04.2011