Poznavanje, kako je telomerazni gen reguliran in zakaj je aktiven le pri določenih vrstah celic, bi lahko bilo ključno za razumevanje, kako se ljudje starajo in kako ustaviti širjenje raka. Prosta DNK sicer sestavlja večino našega dednega zapisa, in, kot kažejo ugotovitve zadnjih let, v njem z več kot 80 % močno prevladuje.
Celice se sčasoma prenehajo razmnoževati in deliti
Človeško telo sestavlja na milijarde živih celic in ko se le-te starajo,se telo stara skupaj z njimi. To se zgodi, ko se celice sčasoma prenehajo razmnoževati in deliti. Že dolgo je tudi znano, da geni vplivajo na staranje celic (in posledično na to, kako dolgo ljudje živijo), vendar kako ta mehanizem deluje, ostaja nejasno. Nova študija, ki so jo vodili raziskovalci na univerzi Washington State, prinaša odgovore na majhen del te velike uganke.
Telomeraza nadzoruje staranje celic
Raziskovalna skupina, ki jo je vodil dr. Jiyue Zhu, profesor na Fakulteti za farmacijo na Univerzi Washinston State, je pred kratkim identificirala sekvenco DNK, znano kot VNTR2-1. Zanj se zdi, da regulira telomerazo – encim, ključen za staranje celic. Študija je bila pred nekaj tedni objavljena v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Gen telomeraze nadzoruje aktivnost encima telomeraze. Slednja pomaga ohranjati dolžino telomere – ki se kot neke vrste zaščitne kape nahajajo na obeh koncih DNK in ščitijo kromosome. V večini celic se telomere nekoliko skrajšajo vsakič, ko celica deli. Ko postanejo zelo kratke, se celica ne more več deliti in sčasoma odmre. Vendar pri nekaterih vrstah celic – vključno z reproduktivnimi celicami in rakavimi celicami – aktivnost gena telomeraze zagotavlja, da se telomere pri kopiranju DNA (tik pred delitvijo celice), ponastavijo na enako dolžino. S tem se proces staranja celice praktično »postavi na 0«, hkrati pa se tudi rakave celice lahko še naprej množijo in tvorijo tumorje.
Več kot polovico DNK sestavljajo zaporedja, ki ne kodirajo beljakovin
Razumevanje, kako je telomerazni gen reguliran in zakaj je aktiven le v določenih vrstah celic, bi lahko nekoč bilo ključ do razumevanja, kako se ljudje starajo, pa tudi, kako ustaviti širjenje raka. Zhu seje v zadnjih 20 let osredotočil izključno na njegovo preučevanje: “Skoraj 50 % našega genoma sestavljajo ponavljajoča se zaporedja, ki ne kodirajo beljakovin. Gre za največji del proste (junk) DNK, ki jo je izjemno težko preučevati. Primerjamo jo lahko s temno materijo v vesolju. Vemo, da je tam, dokazali smo jo, vendar o njeni vlogi in «obnašanju« vemo zelo malo. Dokazali smo, da ima določena sekvenca proste DNK dejansko izjemno pomembno funkcijo, saj povečuje aktivnost gena, ki regulira telomerazo.”
Brisanje določenega zaporedja povzročilo skrajšanje telomer
Zhu in ekipa so v seriji poskusov ugotovili, da je brisanje določenega zaporedja v DNK iz rakavih celic – tako v človeški celični liniji kot pri miših – povzročilo skrajšanje telomer, staranje celic in prenehanje rasti tumorjev. Nato so izvedli študijo, ki je preučila dolžino zaporedja v vzorcih DNK pri ljudeh, starih 100 let in več. Ugotovili so, da se pri njih sekvenca VNTR2-1 v DNK ponovi od 53 krat do neverjenih 160 krat. “Rezultati kažejo, da je gen telomeraze bolj aktiven pri ljudeh, ki imajo več ponovitev te sekvence,” je dejal Zhu.
Izpostavil je, da redkejše pojavljanje VNTR2-1 ne pomeni nujno, da bo življenjska doba zaradi manj aktivne telomeraze krajša ali da je tveganja za raka večje. “Naše ugotovitve kažejo, da zaporedje VNTR2-1 pomembno prispeva k genetski raznolikosti. Vemo, da tako onkogeni (spodbujajo proces pretvorbe normalne celice v rakavo), kot tudi zaviralci tumorjev, delujejo po mnogih različnih mehanizmih. Razvoj raka je veliko bolj zapleten in kompleksen kot zgolj mutacija enega onkogena.”
Povezavo do izvirne objave najdete TUKAJ.
