Химики МГУ открыли новый белок, защищающий клетки от гибели

Химики МГУ открыли новый белок, защищающий клетки от гибели

Группа российских учёных под руководством профессора МГУ, академика Ольги Донцовой обнаружили новое свойство теломеразной РНК. Это один из ключевых компонентов клеточного фермента — теломеразы. Оказалось, теломеразная РНК кодирует белок, помогающий клеткам человека сопротивляться стрессу. Открытие биохимиков поможет в борьбе с онкозаболеваниями и, возможно, приблизит создание эффективных омолаживающих средств. Результаты исследованияопубликованы в журнале Nucleic Acids Research.

В последние годы большое внимание уделяется исследованиям, посвященным старению и омоложению человеческого организма. Направление тесно связано с пониманием механизма клеточного деления и способности клеток противостоять стрессовым воздействиям, вызываемым как различными видами излучения, так и токсическими веществами или недостаточным питанием клетки. Большинство клеток способно делиться только ограниченное количество раз. Происходит это потому, что концевые участки ДНК, удваивающиеся при каждом акте деления, с каждым таким актом теряют повторяющиеся участки — теломеры. Как только их количество на конце ДНК становится критически малым, дальнейшее деление становится невозможным, клетка погибает.

Однако науке известны клетки, способные практически к неограниченному делению. Применительно к человеческому организму это эмбриональные клетки, а в случае зрелого организма такая способность есть у стволовых и раковых клеток. Как показали исследования, в их ядрах активен особый фермент — теломераза, которая достраивает теломеры на концах ДНК и таким способом неограниченно увеличивает количество циклов деления клетки. До недавнего времени считалось, что теломеразная РНК, входящая в состав теломеразы, является некодирующей, то есть не участвующей в синтезе белка в клетке.

Группе учёных химического факультета МГУ под руководством академика РАН Ольги Донцовой в тесном взаимодействии с НИИ физико-химической биологии имени Белозерского МГУ удалось показать альтернативную роль теломеразной РНК в соматических клетках человека. Она присутствует в их цитоплазме в неактивной форме и не может участвовать в наращивании теломерной ДНК, однако при этом повышение содержания теломеразной РНК в клетках влияет на их стрессоустойчивость. Оказалось, что теломеразная РНК всё-таки кодирующая, она кодирует синтез белка ( hTERP) , который, как было показано методами иммуноблоттинга, иммунофлуоресцентной микроскопии и масс-спектрометрии, присутствует в клетках и состоит из 121 аминокислоты.

Биохимики искусственно повышали содержание этого белка в клетках, а затем обрабатывали их веществами, повреждающими ДНК. Оказалось, что hTERP защищает клетки от гибели в результате апоптоза (то есть, распада на отдельные тельца, ограниченные мембраной), развивающегося в ответ на повреждения ДНК. Дальнейшие исследования позволили обнаружить, что hTERP участвует в модуляции так называемой аутофагии — в этом случае клетка переваривает свою часть, «пришедшую в негодность», но выживает.

Изучение аутофагии имеет прикладное значение в исследовании механизмов омоложения организма при помощи радикальных диет: считается, что клетки, ограниченные в питании, утилизируют собственные белки, в которых со временем присутствует всё больше дефектов. Другой не менее важный аспект исследования механизмов аутофагии затрагивает ее роль в опухолеобразовании. Считается, что на ранних этапах этого процесса аутофагия снижает риск возникновения опухоли, но по мере прогрессии опухолеобразования тот же механизм способствует выживанию раковых клеток в различных стрессовых условиях.

«Белков, защищающих клетки от стрессовых воздействий, достаточно много, — пояснила один из авторов работы, доцент химического факультета МГУ имени Ломоносова, кандидат химических наук, Мария Рубцова. — Открытие нового белка интересно именно тем, что он найден в РНК, которая раньше считалась некодирующей. Её очень активно при этом исследуют как компонент теломеразы. Мы открыли, что она может иметь и другую функцию, если находится не в ядре клетки, а в её цитоплазме. Изучение всех свойств теломеразы может приблизить учёных к созданию «эликсира молодости» и содействовать в борьбе с раковыми заболеваниями».

В исследовании также принимали участие сотрудники Сколковского института науки и технологии, Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН, Института биоорганической химии имени М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и ФГБУ ФНКЦ ФХМ ФМБА России.

Оставить комментарий

Вы можете использовать HTML тэги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>