Новые технологии показывают, как раковые клетки защищают хромосомы от разрушения
Концы хромосом защищены теломерами — повторяющимися последовательностями ДНК, которые предотвращают повреждение генетической информации при делении клетки. Со временем теломеры укорачиваются, что приводит к гибели клетки. Раковые клетки избегают этого, постоянно восстанавливая теломеры с помощью фермента теломеразы.
Исследование под руководством Томаса Чеха из Университета Колорадо впервые позволило в реальном времени наблюдать взаимодействие теломеразы с теломерами в живых клетках. Для этого учёные использовали две технологии:
- CRISPR для редактирования гена теломеразы и добавления к ней флуоресцентного белка.
- Наноскопию (одномолекулярную микроскопию живых клеток) для визуализации помеченной теломеразы.
Ключевое открытие: Теломераза диффундирует по ядру клетки и случайно сталкивается с теломерами. При контакте с серединой теломеры она быстро отсоединяется — этот процесс авторы назвали «зондированием». Прочное связывание и начало восстановления происходит только при попадании теломеразы точно на конец теломеры.
«Это правдоподобно самый простой способ, с помощью которого редкая маленькая машина может найти своё очень редкое место посадки в сложном ландшафте ядра», — объясняет Томас Чех.
Этот механизм повышает эффективность поиска: временное связывание в любой точке теломеры увеличивает локальную концентрацию теломеразы рядом с ней, повышая шансы на успешное попадание на её конец.
Практическое значение: Метод CRISPR-наноскопии может быть использован в других областях биологии. В онкологии понимание механизма работы теломеразы поможет в скрининге и оптимизации препаратов-ингибиторов теломеразы для борьбы с раком.
«Зная, на каком этапе лекарство блокирует способность теломеразы удлинять теломеры, можно добиться широкой применимости для различных видов рака», — отмечает Чех.
Исследование опубликовано в журнале Cell.