ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Научные достижения химического факультета
01.11.2018

Биохимики из МГУ открыли новый белок, защищающий клетки от гибели

Российские учёные обнаружили новое свойство теломеразной РНК. Это один из ключевых компонентов клеточного фермента -- теломеразы. Оказалось, теломеразная РНК кодирует белок, помогающий клеткам человека сопротивляться стрессу. Открытие биохимиков поможет в борьбе с онкозаболеваниями и, возможно, приблизит создание эффективных омолаживающих средств.

В последние годы большое внимание уделяется исследованиям, посвященным старению и омоложению человеческого организма. Направление тесно связано с пониманием механизма клеточного деления и способности клеток противостоять стрессовым воздействиям, вызываемым как различными видами излучения, так и токсическими веществами или недостаточным питанием клетки. Большинство клеток способно делиться только ограниченное количество раз. Происходит это потому, что концевые участки ДНК, удваивающиеся при каждом акте деления, с каждым таким актом теряют повторяющиеся участки – теломеры. Как только их количество на конце ДНК становится критически малым, дальнейшее деление становится невозможным, клетка погибает.

Однако науке известны клетки, способные практически к неограниченному делению.  Применительно к человеческому организму это эмбриональные клетки, а в случае зрелого организма такая способность есть у стволовых и раковых клеток. Как показали исследования, в их ядрах активен особый фермент – теломераза, которая достраивает теломеры на концах ДНК и таким способом неограниченно увеличивает количество циклов деления клетки.  До недавнего времени считалось, что  теломеразная РНК, входящая в состав теломеразы, является некодирующей, то есть не участвующей в синтезе белка в клетке.

Группе учёных химического факультета МГУ под руководством доктора химических наук, профессора, академика РАН Ольги Анатольевны Донцовой в тесном взаимодействии с НИИ физико-химической биологии имени Белозёрского МГУ имени Ломоносова,  Сколковского института науки и технологии, Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и ФГБУ ФНКЦ ФХМ ФМБА России удалось показать альтернативную роль теломеразной РНК в соматических клетках человека. Она присутствует в их цитоплазме в неактивной форме и не может участвовать в наращивании теломерной ДНК, однако при этом повышение содержания теломеразной РНК в клетках влияет на их стрессоустойчивость.  Оказалось, что теломеразная РНК всё-таки кодирующая, она кодирует синтез белка ( hTERP) , который, как было показано методами иммуноблоттинга, иммунофлуоресцентной микроскопии и масс-спектрометрии,  присутствует в  клетках и состоит из 121 аминокислоты.

Биохимики искусственно повышали содержание этого белка в клетках, а затем обрабатывали их веществами, повреждающими ДНК. Оказалось, что hTERP защищает клетки от гибели в результате апоптоза (то есть, распада на отдельные тельца, ограниченные мембраной), развивающегося в ответ на повреждения ДНК. Дальнейшие исследования позволили обнаружить, что hTERP участвует в модуляции так называемой аутофагии - в этом случае клетка переваривает свою часть, "пришедшую в негодность", но выживает.

Изучение аутофагии имеет прикладное значение в исследовании механизмов омоложения организма при помощи радикальных диет: считается, что клетки, ограниченные в питании, утилизируют собственные белки, в которых со временем присутствует всё больше дефектов. Другой не менее важный аспект исследования механизмов аутофагии затрагивает ее роль в опухолеобразовании. Считается, что на ранних этапах этого процесса аутофагия снижает риск возникновения опухоли, но по мере прогрессии опухолеобразования тот же механизм способствует выживанию раковых клеток в различных стрессовых условиях.

 "Белков, защищающих клетки от стрессовых воздействий, достаточно много, -  пояснила один из авторов работы, доцент Химического факультета  МГУ имени Ломоносова, кандидат химических наук, Мария Рубцова. – Открытие нового белка интересно именно тем, что он найден в РНК, которая раньше считалась некодирующей.  Её очень активно при этом исследуют как компонент теломеразы. Мы открыли, что она может иметь и другую функцию, если находится не в ядре клетки, а в её цитоплазме. Изучение всех свойств теломеразы может приблизить учёных к созданию "эликсира молодости" и содействовать в борьбе с раковыми заболеваниями".

Результаты исследования опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.




Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору