КИШИНЕВ, 12 июл — Sputnik. Биологи из МГУ выяснили, как можно поменять структуру ядра раковых клеток таким образом, что они начнут очень быстро стареть, сообщают исследователи в журнале Frontiers in Genetics.
Ученые придумали, как замедлить их размножение и предотвратить появление метастаз при удалении опухоли.
"В этой работе мы стремились понять, каким образом изменение активности ядерной оболочки приводит к преждевременному старению, а также выяснить, не окажутся ли сходные механизмы причиной естественного процесса дряхления тела человека", – рассказал Игорь Киреев из НИИ физико-химической биологии при МГУ.
Геном человека и других животных содержит в себе огромное количество "инструкций", управляющих работой организма во время роста, нормальной жизнедеятельности и старения. Считается, что изучение генетических механизмов, включающихся во время старости, поможет продлить жизнь и молодость.
За последние два десятилетия ученые выделили множество генов, отвечающих за эти процессы, однако ни один из них не подходит на роль главного "гена старости" или "вечной молодости".
С другой стороны, генетики нашли несколько десятков мутаций в разных критически важных генах, заставляющих тело человека или животных стареть в десятки раз быстрее нормы.
Самый яркий пример этого – прогерия, крайне редкая генетическая болезнь, чьи носители редко доживают до десяти лет. Она возникает в результате появления мутации длиной всего в одну "букву"-нуклеотид в гене LMNA, играющем важную роль в процессе деления клетки и в обеспечении стабильности ее ядра.
Как объясняют Киреев и его коллеги, он отвечает за сборку так называемой ламины. Она представляет собой особый белковый каркас, жесткую сеть из соединенных друг с другом белковых волокон трех разных типов.
Они соединяются с нитями ДНК и с внутренним слоем молекул в оболочке ядра, скрепляя их между собой и укладывая геном внутри него особым образом.
Зачем клетка строит подобные "заборы" внутри своего ядра, биологи пока не знают.
Они пытаются найти ответ на этот вопрос и раскрыть тайну развития прогерии, изучая то, как меняется структура и функции ее белков при повреждении LMNA и ряда других генов, связанных с формированием ламины.
К примеру, молекулярные биологи из МГУ уже достаточно давно пытаются понять, почему некоторые мутации в LMNA заставляют клетку вырабатывать большие количества прогерина – укороченную версию ламина А, основного компонента белковых "заборов" внутри ядра.
Его накопление в клетке ведет к резкому ускорению в скорости появления новых мутаций, разрывов и прочих повреждений ДНК, что в конечном итоге заставляет клетку преждевременно постареть.
Анализируя результаты экспериментов, ученые заметили несколько интересных свойств у этого белка, которые одновременно указывают на связь между прогерией и "нормальным" старением, и позволяют использовать подобные процессы с пользой для человека.
В частности, ученые заметили, что прогерин накапливается и в клетках здоровых людей при наступлении старости или после облучения ионизирующим излучением. Подобные тельца, по словам биологов, очень похожи по своему облику и структуре на клетки носителей прогерии.
Вдобавок, накопление этого белка и в тех, и в других клетках приводит к укорочению теломер – концевых участков хромосом, одних из главных индикаторов возраста человека. Эта идея натолкнула ученых на мысль, что повреждение LMNA приводит к ускорению "нормального" старения, а не к развитию похожих, но совсем других по своей природе процессов.
В пользу этого говорит то, что подавление производства прогерина приводило к омоложению подобных клеток, в том числе удлинению теломер, замедлению накопления мутаций в ДНК и прочим благотворным последствиям.
Принудительная активация его производства, в свою очередь, еще сильнее ускоряла старение. Что самое интересное, носители прогерии фактически никогда не страдают от рака, несмотря на то что вероятность заполучить опухоль обычно резко вырастает в преклонные годы жизни из-за накопления большого числа поломок в ДНК и укорочения теломер.
Как предполагают исследователи, это связано с тем, что прогерин мешает раковым клеткам удлинять теломеры и максимально быстро делиться, а также то, что большие количества ламина, прогерина и других компонентов белкового "забора" делают ядро более жестким. Это будет мешать клеткам "сбегать" из опухоли и формировать метастазы.
С другой стороны, многие злокачественные опухоли обладают одной общей особенностью – производство ламина в них или полностью отключено, или заметно уменьшено. Это наблюдение натолкнуло ученых на мысль, что с раком можно бороться, искусственно "состаривая" опухолевые клетки.
Сейчас российские биоинформатики пытаются найти такие вещества, которые бы блокировали превращение "заготовок" ламина в нормальную версию этого белка. Его накопление в клетке, как надеются ученые, замедлит рост рака и упростит жизнь врачам.
