Գիտնականները հրահանգներ են գտել անպիտան ԴՆԹ-ում

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Ռուս մոլեկուլային կենսաբանները պարզել են, որ քրոմոսոմների ծայրերում գտնվող անպետք ԴՆԹ-ն պարունակում է սպիտակուցի սինթեզման հրահանգներ, որոնք օգնում են բջիջներին չմեռնել սթրեսից: Նրանց բացահայտումները ներկայացված են Nucleic Acids Research ամսագրում:

«Այս սպիտակուցը հետաքրքիր է, քանի որ այն հայտնաբերվել է ՌՆԹ-ում, որը նախկինում համարվում էր ոչ կոդավորող՝ տելոմերազի «օգնականներից»: Մենք հայտնաբերեցինք, որ այն կարող է այլ գործառույթ ունենալ, եթե այն գտնվում է ոչ թե բջջի միջուկում, այլ նրա ցիտոպլազմայում: «Տելոմերազը կարող է գիտնականներին մոտեցնել «երիտասարդության էլիքսիրի» ստեղծմանը և օգնել քաղցկեղի դեմ պայքարում»,- ասել է Մարիա Ռուբցովան Լոմոնոսովի անվան Մոսկվայի պետական համալսարանից, ում խոսքերը հայտնում են համալսարանի մամուլի ծառայությունը։

Անմահության բանալին

Սաղմի և սաղմնային ցողունային բջիջների բջիջները կենսաբանության տեսանկյունից գործնականում անմահ են. նրանք կարող են գրեթե անժամկետ ապրել համապատասխան միջավայրում և բաժանվել անսահմանափակ թվով անգամներ: Ի հակադրություն, չափահասի մարմնի բջիջները աստիճանաբար կորցնում են իրենց բաժանման ունակությունը 40-50 բաժանման ցիկլերից հետո՝ անցնելով ծերացման փուլ, ինչը ենթադրաբար նվազեցնում է քաղցկեղի զարգացման հավանականությունը։

Այս տարբերությունները պայմանավորված են նրանով, որ «չափահաս» բջիջների յուրաքանչյուր բաժանումը հանգեցնում է նրանց քրոմոսոմների երկարության կրճատմանը, որոնց ծայրերը նշվում են հատուկ կրկնվող հատվածներով, այսպես կոչված, տելոմերներով։ Երբ տելոմերները դառնում են չափազանց փոքր, բջիջը «թոշակի է անցնում» և դադարում է մասնակցել մարմնի կյանքին։

Սա երբեք չի պատահում սաղմնային և քաղցկեղային բջիջներում, քանի որ նրանց տելոմերները նորանում և երկարանում են յուրաքանչյուր բաժանման ժամանակ հատուկ տելոմերազային ֆերմենտների շնորհիվ: Այս սպիտակուցների հավաքման համար պատասխանատու գեներն անջատված են մեծահասակների բջիջներում, և վերջին տարիներին գիտնականները ակտիվորեն մտածում են այն մասին, թե հնարավո՞ր է երկարացնել մարդու կյանքը՝ դրանք բռնի միացնելով կամ ստեղծելով տելոմերազների արհեստական անալոգիա։.

Ռուբցովան և նրա գործընկերները երկար ժամանակ ուսումնասիրում էին, թե ինչպես են աշխատում մարդկանց և այլ կաթնասունների «բնական» տելոմերազները: Վերջերս նրանց հետաքրքրում էր, թե ինչու են մարմնի սովորական բջիջները, որտեղ այս սպիտակուցը չի գործում, ինչ-ինչ պատճառներով սինթեզում են իր օգնականներից մեկի՝ TERC կոչվող կարճ ՌՆԹ մոլեկուլի մեծ քանակությունը:

Մոտ 450 «գենետիկ տառերի» այս հաջորդականությունը, բացատրում է կենսաբանը, նախկինում համարվում էր «անպետք ԴՆԹ»-ի սովորական կտոր, որը տելոմերազը պատճենում և ավելացնում է քրոմոսոմների ծայրերը: Այդ պատճառով գիտնականները մեծ ուշադրություն չեն դարձրել TERC-ի կառուցվածքին և գենոմի այս հատվածի հնարավոր դերերին բջիջների կյանքում:

Թաքնված օգնական

Վերլուծելով այս ՌՆԹ-ի կառուցվածքը մարդու քաղցկեղի բջիջներում՝ Ռուբցովայի թիմը նկատել է, որ դրա ներսում կա հատուկ նուկլեոտիդային հաջորդականություն, որը սովորաբար նշում է սպիտակուցի մոլեկուլի սկիզբը։ Նման հետաքրքիր «կտոր» գտնելով՝ կենսաբանները ստուգել են՝ արդյոք կան նմանակներ այլ կաթնասունների բջիջներում։

Պարզվեց, որ դրանք առկա են կատուների, ձիերի, մկների և շատ այլ կենդանիների ԴՆԹ-ում, և այս բեկորի կառուցվածքը այս կենդանիներից յուրաքանչյուրի գենոմում համընկնում է մոտ կեսով: Սա հանգեցրել է գենետիկներին այն մտքին, որ TERC-ի ներսում կան ոչ թե հնագույն գեների անիմաստ բեկորներ, այլ ամբողջովին «կենդանի» սպիտակուց։

Նրանք փորձարկեցին այս գաղափարը՝ այս ՌՆԹ-ի լրացուցիչ պատճենները տեղադրելով նույն քաղցկեղային բջիջների ԴՆԹ-ում և ստիպելով նրանց ավելի ակտիվ կարդալ նման շրջանները: Բացի այդ, գիտնականները մի շարք նմանատիպ փորձեր են անցկացրել E. coli-ի վրա, որի գենոմում չկան «դասական» քրոմոսոմներ և տելոմերազներ։

Պարզվել է, որ տելոմերազային ՌՆԹ-ն իրականում պատասխանատու է հատուկ սպիտակուցային մոլեկուլների՝ hTERP-ի սինթեզի համար, որը բաղկացած է ընդամենը 121 ամինաթթուներից։Քաղցկեղի բջիջներում և մանրէների մեջ դրա ավելացված կոնցենտրացիան, ինչպես ցույց են տվել հետագա փորձերը, պաշտպանել է նրանց տարբեր տեսակի բջջային սթրեսից՝ փրկելով նրանց կյանքը գերտաքացման, սննդի պակասի կամ տոքսինների առաջացման դեպքում։

Սրա պատճառը, ինչպես հետագայում պարզեցին Ռուբցովան և նրա գործընկերները, այն էր, որ hTERP-ն արագացնում է սպիտակուցների, ՌՆԹ-ի և այլ մոլեկուլների մնացորդների «մշակման» գործընթացը լիզոսոմներում՝ բջջի հիմնական «այրիչները»։ Սա միաժամանակ պաշտպանում է նրանց մահից և զգալիորեն նվազեցնում է մուտացիաների և քաղցկեղի զարգացման հավանականությունը։

Հետագա փորձերը, ըստ գենետիկների, կօգնեն մեզ հասկանալ, թե ինչպես են տելոմերազը և hTERP-ը փոխազդում միմյանց հետ, և ինչպես դրանք կարող են օգտագործվել ուռուցքաբանության տեսանկյունից անվտանգ մի տեսակ «երիտասարդության էլիքսիր» ստեղծելու համար: