Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Золотая середина

Теломеры здоровых стволовых клеток должны быть не короче и не длиннее, а в самый раз

Дарья Загорская, «Вести», по материалам Salk News: The Goldilocks effect in aging research

TRA-1-60.jpg

На микрофотографии представлены результаты иммунофлуоресцентного анализа маркеров плюрипотентности стволовых клеток, полученных из фибробластов кожи – Nanog (красный) и TRA-1-60 (зелёный). Синим цветом отмечена ДНК. Фото Salk Institut

С тех пор как учёные обнаружили, что от размера концевых участков хромосом, или теломер, зависит старение, как отдельных клеток, так и организма в целом, в этой области началась настоящая гонка. Одной из вожделенных целей стал поиск факторов, которые участвуют в регуляции длины теломер.

В 1971 году советский учёный Алексей Матвеевич Оловников впервые предположил, что с каждым новым клеточным делением теломерные участки сокращаются и клетки постепенно стареют и умирают. Экспериментальное подтверждение эта теория получила только 1998 году, за что в 2009 году Элизабет Блекбёрн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак получили Нобелевскую премию.

Но у стволовых клеток есть механизм, который защищает концы хромосом от постоянного сокращения. В его основе лежит работа фермента теломеразы. Именно возможность восстанавливать свои теломеры позволяет стволовым клеткам сохранять способность к неограниченному делению и развиваться в любой тип клеток организма, будь то кожа, печень или сердце (это «умение» именуется плюрипотентность). К сожалению, аналогичным молекулярным инструментом располагают и раковые клетки, что крайне затрудняет борьбу с ними.

Команда учёных из Института биологических исследований Солка во главе с Яном Карлседером (Jan Karlseder) сначала экспериментировала с сокращением длины теломер в культурах человеческих эмбриональных стволовых клеток. Их главным «В наших опытах ограничение длины теломер приводило к потере стволовыми клетками плюрипотентности и даже к их гибели, – рассказывает ведущий автор исследования Тереза Ривера (Teresa Rivera) в пресс-релизе института. – Итак, мы решили выяснить, будет ли способность к плюрипотентности возрастать, если удлинить их. Удивительно, но мы обнаружили, что удлинённые теломеры становятся нестабильными и заставляют ДНК накапливать повреждения».

Продолжая разбираться в молекулярных механизмах, исследователи обнаружили, что обрезка очень длинных теломер контролируется двумя белками – XRCC3 и Nbs1. В дальнейшем оказалось, что снижение их выработки в эмбриональных стволовых клетках предотвращает укорочение теломер. То есть для нормального функционирования стволовой клетки необходимо, чтобы длина концевых участков хромосом была строго определённой, не больше и не меньше, чем необходимо.

На следующем этапе биологи взяли плюрипотентные стволовые клетки, которые были получены перепрограммированием уже дифференцированных (определившихся с функциями) клеток, например, клеток кожи. Белковые маркеры обрезки теломер были обнаружены и в них, что свидетельствует об успехе самой процедуры перепрограммирования, которая считается огромным научным успехом.

Именно такие плюрипотентные стволовые клетки представляют главную надежду для регенеративной медицины. Этот материал гораздо более доступен учёным, прежде всего с этической точки зрения, поскольку он никак не связан с человеческими эмбрионами. Во-вторых, исходные клетки могут быть получены от того конкретного человека, который нуждается в пересадке конечных стволовых клеток, а значит, они не будут отторгаться.

«Стволовые клетки, полученные перепрограммированием, являются крупным научным прорывом, но методы всё ещё совершенствуются. Понимание того, как именно регулируется длина теломер, является важным шагом на пути к реализации давно обещанной человечеству терапии стволовыми клетками и регенеративной медицины», – подводит итоги своей работы Ривера.

Более подробно с результатами исследования и выводами авторов можно познакомиться, прочитав статью Rivera et al. A balance between elongation and trimming regulates telomere stability in stem cells, опубликованную в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 07.12.2016


Читать статьи по темам:

теломеры стволовые клетки Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Еще одна роль сиртуина-1

Белок SIRT1 необходим во время перепрограммирования клеток для удлинения и сохранения теломер. Кроме того, сиртуин-1 гарантирует целостность генома индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.

читать

Кровь долгожительницы поможет разгадать секрет долголетия

Результаты полногеномного секвенирования ДНК показали, что на закате жизни почти все циркулирующие в организме 115-летней долгожительницы лейкоциты были потомками всего двух родственных гемопоэтических стволовых клеток.

читать

Омолаживаем старые клетки до эмбрионального возраста

Исследователям из университета Монпелье удалось омолодить клетки глубоких стариков до состояния эмбриональных стволовых клеток. Пока, к сожалению, только «в пробирке».

читать

Старение: теломеры + митохондрии + стволовые клетки + …

Деградация теломер и активация экспрессии р53 способствуют нарушению функций стволовых клеток и митохондрий и старению на всех уровнях, от биомолекул до всего организма. Расшифровка взаимосвязей этих и других механизмов старения позволит разработать методы его профилактики и омоложения органов и тканей пожилых людей.

читать

Вечно молодые клетки и цинковые пальцы: подробности

Удлинение теломер и геномную стабильность эмбриональных стволовых клеток регулирует белок Zscan4, в структуру которого входят домены «цинковый палец» (zinc finger) и SCAN.

читать