دانشمندان دستورالعمل هایی را در DNA ناخواسته پیدا کردند

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

زیست شناسان مولکولی روسی دریافته اند که DNA ناخواسته در انتهای کروموزوم ها حاوی دستورالعمل هایی برای سنتز پروتئینی است که به سلول ها کمک می کند در اثر استرس نمی میرند. یافته های آنها در مجله تحقیقات اسیدهای نوکلئیک ارائه شد.

این پروتئین جالب است زیرا در RNA یافت می‌شود که قبلاً غیرکدکننده و یکی از کمک‌کنندگان تلومراز محسوب می‌شد. ماریا روبتسوا از دانشگاه دولتی لومونوسوف مسکو که سخنانش توسط سرویس مطبوعاتی این دانشگاه گزارش شده است، گفت: تلومراز می تواند دانشمندان را به ایجاد "اکسیر جوانی" نزدیکتر کند و به مبارزه با سرطان کمک کند.

کلید جاودانگی

سلول های جنین و سلول های بنیادی جنینی از نظر زیست شناسی عملاً جاودانه هستند - آنها می توانند تقریباً به طور نامحدود در یک محیط مناسب زندگی کنند و تعداد نامحدودی بارها تقسیم شوند. در مقابل، سلول‌های بدن یک فرد بالغ به تدریج پس از 40 تا 50 چرخه تقسیم، توانایی تقسیم خود را از دست می‌دهند و وارد فاز پیری می‌شوند که احتمالاً شانس ابتلا به سرطان را کاهش می‌دهد.

این تفاوت‌ها به این دلیل است که هر تقسیم سلول‌های «بزرگ‌سال» منجر به کاهش طول کروموزوم‌های آن‌ها می‌شود که انتهای آن‌ها با بخش‌های تکرار شونده خاصی مشخص می‌شوند که به اصطلاح تلومر نامیده می‌شود. وقتی تلومرها خیلی کوچک می شوند، سلول "بازنشسته" می شود و دیگر در زندگی بدن شرکت نمی کند.

این هرگز در سلول‌های جنینی و سرطانی اتفاق نمی‌افتد، زیرا تلومرهای آنها با هر تقسیم به دلیل آنزیم‌های تلومراز خاص، تجدید و طولانی‌تر می‌شوند. ژن‌های مسئول تجمع این پروتئین‌ها در سلول‌های بالغ خاموش می‌شوند و در سال‌های اخیر، دانشمندان فعالانه به این فکر می‌کنند که آیا می‌توان با روشن کردن اجباری آن‌ها یا ایجاد آنالوگ مصنوعی از تلومرازها، عمر انسان را افزایش داد..

روبتسوا و همکارانش مدتهاست در حال بررسی نحوه عملکرد تلومرازهای "طبیعی" در انسان و سایر پستانداران بوده اند. اخیراً آنها به این موضوع علاقه داشتند که چرا سلول های معمولی در بدن، جایی که این پروتئین در آن کار نمی کند، به دلایلی مقادیر زیادی از یکی از دستیاران خود، یک مولکول RNA کوتاه به نام TERC را سنتز می کنند.

این زیست شناس توضیح می دهد که این توالی از حدود 450 "حروف ژنتیکی" قبلا تصور می شد که یک قطعه معمولی از "DNA ناخواسته" است که تلومراز آن را کپی می کند و به انتهای کروموزوم ها اضافه می کند. به همین دلیل، دانشمندان توجه زیادی به ساختار TERC و نقش احتمالی این قطعه از ژنوم در زندگی سلول ها نکردند.

دستیار پنهان

با تجزیه و تحلیل ساختار این RNA در سلول های سرطانی انسان، تیم روبتسوا متوجه شدند که یک توالی نوکلئوتیدی ویژه در داخل آن وجود دارد که معمولاً شروع یک مولکول پروتئین را نشان می دهد. زیست شناسان با یافتن چنین "قطعه کنجکاوی" بررسی کردند که آیا آنالوگ در سلول های پستانداران دیگر وجود دارد یا خیر.

مشخص شد که آنها در DNA گربه‌ها، اسب‌ها، موش‌ها و بسیاری از حیوانات دیگر وجود دارند و ساختار آنها از این قطعه در ژنوم هر یک از این حیوانات تقریباً به نصف منطبق است. این موضوع ژنتیک دانان را به این ایده سوق داد که در داخل TERC قطعات بی معنی از ژن های باستانی وجود ندارد، بلکه یک پروتئین کاملاً "زنده" وجود دارد.

آنها این ایده را با قرار دادن نسخه‌های اضافی از این RNA در DNA همان سلول‌های سرطانی آزمایش کردند و آنها را فعال‌تر خواندن چنین مناطقی کردند. علاوه بر این، دانشمندان مجموعه ای از آزمایشات مشابه را بر روی E. coli انجام دادند که در ژنوم آن هیچ کروموزوم و تلومراز "کلاسیک" وجود ندارد.

مشخص شد که RNA تلومراز در واقع مسئول سنتز مولکول های پروتئینی خاص، hTERP است که تنها از 121 اسید آمینه تشکیل شده است.همانطور که آزمایش‌های بیشتر نشان داد، افزایش غلظت آن در سلول‌های سرطانی و میکروب‌ها، از آن‌ها در برابر انواع مختلف استرس سلولی محافظت می‌کند و در صورت گرم شدن بیش از حد، کمبود غذا یا ظاهر شدن سموم، جان آنها را نجات می‌دهد.

دلیل این امر، همانطور که روبتسوا و همکارانش بعداً دریافتند، این بود که hTERP فرآیند "پردازش" ضایعات پروتئین ها، RNA و سایر مولکول ها در لیزوزوم ها، "سوزاننده" اصلی سلول را تسریع می بخشد. این به طور همزمان از آنها در برابر مرگ محافظت می کند و به طور قابل توجهی شانس جهش و ایجاد سرطان را کاهش می دهد.

به گفته ژنتیک دانان، آزمایش های بیشتر به ما کمک می کند تا بفهمیم که چگونه تلومراز و hTERP با یکدیگر تعامل دارند و چگونه می توان از آنها برای ایجاد نوعی "اکسیر جوانی" استفاده کرد که از نظر سرطان شناسی ایمن است.