Учёные обнаружили новую активность белков в теломерах

Теломеры — концевые участки хромосом, ранее считавшиеся неспособными кодировать белки из-за простых повторяющихся последовательностей ДНК, — обладают важной биологической функцией, что может быть значимо для понимания рака и старения.

Исследователи из Медицинской школы Университета Северной Каролины (UNC) Тагрид Аль-Турки, Ph.D., и Джек Гриффит, Ph.D., сообщают в Proceedings of the National Academy of Sciences, что теломеры содержат генетическую информацию для производства двух небольших белков. Один из них был обнаружен в повышенных количествах в некоторых раковых клетках человека, а также в клетках пациентов с дефектами, связанными с теломерами.

«Мы считаем, что простые анализы крови на эти белки могут стать ценным инструментом для скрининга некоторых видов рака и других заболеваний», — сказал Гриффит, профессор микробиологии и иммунологии.

Теломеры содержат уникальную последовательность ДНК, состоящую из бесконечных повторов оснований TTAGGG, которые предотвращают слипание хромосом. Два десятилетия назад лаборатория Гриффита показала, что конец теломерной ДНК замыкается в крошечную петлю, скрывая конец и блокируя слияние хромосом. При делении клеток теломеры укорачиваются, что в конечном итоге приводит к гибели клетки.

Устоявшаяся догма гласила, что теломеры не могут кодировать белки. В 2011 году группа из Флориды, изучающая наследственную форму БАС, сообщила, что виновником является молекула РНК, содержащая шестиосновной повтор, которая по новому механизму может генерировать серию токсичных белков. Аль-Турки и Гриффит отметили поразительное сходство этой РНК с РНК, генерируемой из человеческих теломер, и предположили, что может действовать тот же механизм.

Эксперименты показали, как теломерная ДНК может инструктировать клетку производить сигнальные белки, названные VR (валин-аргинин) и GL (глицин-лейцин). Сигнальные белки запускают цепную реакцию других белков внутри клеток, ведущую к биологической функции.

Химически синтезированные VR и GL были изучены с помощью электронной и конфокальной микроскопии. Выяснилось, что белок VR присутствует в повышенных количествах в некоторых раковых клетках человека и клетках пациентов с заболеваниями, вызванными дефектными теломерами.

«Мы думаем, что с возрастом количество VR и GL в нашей крови будет steadily расти, что может стать новым биомаркером биологического возраста в отличие от хронологического», — сказала Аль-Турки. «Воспаление также может запускать выработку этих белков».

«Открытие того, что теломеры кодируют два новых сигнальных белка, изменит наше понимание рака, старения и того, как клетки общаются друг с другом», — отметил Гриффит. «Сейчас наш главный приоритет — разработка простого анализа крови на эти белки».