Теломерите имат генетична информация за производството на два протеина с мощни биологични свойства

Теломерите притежават достатъчно генетична информация, която им позволява да произведат два протеина, които въпреки че са малки, притежават потенциално мощни биологични свойства, свързани с разбирането за рака и стареенето. До това откритие стигат учените от Медицинския факултет в Университета на Северна Каролина, САЩ, проф. Джак Грифит и д-р Тахри Ал-Туркия.

Откритието

Проф. Джак Грифит и д-р Тахри Ал-Туркия фокусират вниманието си върху възможността теломерите да са в състояние да кодират протеини. Въпреки че от момента на откриването им за тях се твърди, че заради монотонната им последователност, те не притежават подобни свойства. И все пак през 2011 г. учени от Флорида, които работят върху наследствената форма на амиотрофичната латерална склероза, съобщават, че причината се крие в РНК молекула, която съдържа повторения на шест бази, а това може да генерира серия от токсични протеини, които са съставени от две повтарящи се аминокиселини.

В настоящото проучване проф. Грифитк и д-р Ал-Туркия отбелязват сходство на тази РНК с РНК, която се генерира от човешки теломери и предполагат, че очевидно действа същият механизъм.

За да покажат как ДНК на теломерите може да накара клетката да произвежда сигнални протеини, изследователите осъществяват опити според изискванията на Сборниците на Националната академия на науките на САЩ (PNAS).

Авторите наричат протеините VR (валин-аргинин) и GL (глицин-левцин). Характерно за сигналните протеини е, че по своята същност те са химикали, които предизвикват верижна реакция на други протеини вътре в клетките, а това води до важна за здравето и за болестите биологична функция.

>>>Могат ли нашите мисли да ни накарат да остареем по-бързо

Следващата стъпка, която учените предприемат е да синтезират химически двата протеина. Целта им е да изследват свойствата им с помощта на електронни и конфокални микроскопи, които са с голяма мощност.

Прилагайки и съвременни биологични методи проф. Грифит и д-р Ал-Туркия откриват, че във VR протеинът се намира в повишени количества в някои ракови клетки и в клетки на пациенти, страдащи от заболявания, които са се появили в резултат на дефектни теломери.

„Откритието, че теломерите кодират два нови сигнални протеина, ще промени нашето разбиране за рака, стареенето и за начините, по които клетките контактуват една с друга“, казва проф. Джак Грифит и допълва, че когато учените се противопоставят на мисленето в момента, те обикновено грешат, защото нападат много хора, работили толкова усърдно в научните си области. „Но понякога учените успяват да обединят наблюдения от две много далечни области и това е, което направихме“, казва още той.

От своя страна д-р Ал-Туркия допълва: „Смятаме за възможно с напредването на възрастта количеството на VR и GL в кръвта да се увеличава като така осигурява нов биомаркер за биологичната възраст. Възможно е възпалението също да води до производството на тези протеини“.

Проф. Грифит признава, че въпросите, на които няма отговор, са твърде много, но това не е в състояние да ги откаже, а точно обратното – мотивира ги да не спират с изследванията.

>>>Незабелязан седем десетилетия механизъм съхранява информация в ДНК

Според него от особено значение в момента е да бъде разработен прост кръвен тест за тези протеини. Подобни кръвни тестове могат да послужат за скрининг за някои видове рак, но и за други заболявания. Биха могли да се използват и за оценка на състоянието на теломерите, тъй като те се скъсяват с възрастта, казва още той.

Теломерите

Теломерите представляват края на хромозомите. От старогръцки думата означава края на част. Краищата на хромозомите имат важна роля за много от функциите на тялото. Една от тях, например, е че те не позволяват на клетките да се залепват една за друга. Наричат ги още предпазната броня за ДНК на човешките клетки. Теломерите съдържат уникална ДНК последователност , която се състои от безкрайни повторения на TTAGGGбази.

Нобелистът Херман Мълър ги открива по време на изследванията си върху мухите от вида Drosophila melanogaster, които са изложени на рентгенови лъчи. Установява, че краищата на облъчените хромозоми не се променят благодарение на защитна капачка. Генетикът първо я нарича терминален ген, а по-късно теломер. Това се случва през 1938 г. Две години по-късно изследователката от Университета в Мисури Барбара Макклинток прави заключението, че теломерите играят решаваща роля за целостта на хромозомите, тъй като предотвратяват появата на циклите „разкъсване-сливане-мост“, които са катастрофални за клетъчното оцеляване.

>>>Химически синтезирана ДНК убива рака и не допускат рецидив

Изследванията спират за три десетилетия, а според учени основната причина се крие в скептицизмът в областта на генетиката в този период.

За сметка на това поредният голям пробив е направен от Елизабет Блекбърн, Карол Грейдър и Джак Шостак през 1984 г., които откриват как хромозомите биват защитени от теломерите чрез ензима теломераза. За това си откритие и за приноса си към разбирането на теломерите и теломеразата проф. Блекбърн, проф. Грейдър и проф. Шостак получават Нобеловата награда за физиология и медицина за 2009 г.

Както подчертават от Нобеловия комитет присъждането на Нобел е признание за откриването на фундаментален механизъм в клетката, който отваря вратите пред създаването на нови терапевтични стратегии.

За проф. Джак Грифит и д-р Тахри Ал-Туркия

Проф. Грифит е специалист по микробиология, имунология, биохимия, биофизика и вирусология. Основните му научни търсения са насочени към изясняването на механизмите на взаимодействия на ДНК протеини, най-вече защото те засягат рака и генезиса на онкологичните заболявания. Както подчертава проф. Грифит: „От съществено значение за рака са три области и това са изследвания на: репликацията на ДНК, на възстановяването й и участието на протеина p53 като сензор на увреждане и на структурата на човешките теломери.

Д-р Тахри Ал-Туркия е родена в Табук, Саудитска Арабия, където завършва висшето си образование. В момента е постдокторант, чийто наставник е проф. Грифит. Признава, че още като студентка е решила, че изследването света на теломерите ще бъде „моят красив път в живота“. Сега се фокусира върху определянето на откритите от нея и професора теломерни дипептиди VR и изследването на ролята им за рака и за стареенето на човека.