Бéлки знают секретное средство от рака Налаштування

[Rilian]

Некоторые грызуны обладают загадочным механизмом защиты от онкологических заболеваний, который позволяет им жить (по меркам таких крохотных созданий) долго и счастливо. И если человечество хочет научиться бороться с раковыми опухолями и метастазами, ему стоит поискать рецепт, скажем, у обычных белок.

Так утверждают биолог Вера Горбунова и её коллеги из университета Рочестера (University of Rochester).

"Мы не натыкались до сих пор на этот противоопухолевый механизм, поскольку его не существует у двух видов, которые наиболее часто используются для исследований в области рака: у мышей и людей", — говорит Горбунова. — Мыши малы и живут недолго, люди — крупные и живут куда дольше. А этот механизм, как представляется, имеется только у маленьких и в то же время долгоживущих животных".

Своё открытие учёные сделали, изучая экспрессию генов, отвечающих за работу в клетках фермента теломераза. Он восстанавливает теломеры — защитные участки на концах хромосом, которые укорачиваются при каждом цикле деления клетки.

Потому высокая активность данного фермента (регулируемая определёнными белками — каталитическими компонентами теломеразы) продлевает время, в течение которого клетка сохраняет способность к делению. Это способствует самовосстановлению тканей при повреждениях, но, словно плата, заметно повышает и риск рака.

С постепенным укорачиванием теломер биологи также связывают и продолжительность жизни живых существ, и риск мутаций.

Но этот процесс — лишь один из множества факторов: генетические механизмы старения, так же как и возрастные изменения в метаболизме, только-только начинают раскрывать свои тайны. Да и связь теломер с восстановлением тканей – совсем неоднозначна.

Теломеры на концах хромосом. Эти участки ДНК защищают генетическую информацию клетки, но при каждом её делении не воспроизводятся полностью (иллюстрация с сайта wikimedia.org).

Ранее учёные считали, что экспрессия теломеразы определяется продолжительностью жизни вида.

У существ, живущих дольше 70 лет, в преклонном возрасте возрастает шанс на появление раковых клеток, и тогда, мол, гены начинают подавлять активность фермента, защищая насколько возможно организм от рака, но, увы, не продлевая тем самым срок земного существования (если бы у нас в конце жизни активность теломеразы не подавлялась, мы бы болели раком гораздо чаще).

Однако предыдущая работа Горбуновой показала, что на самом деле экспрессия теломеразы и её подавление у особей "в возрасте" хорошо корреспондируется не с длительностью жизни, а с массой тела. В этом есть логика. Чем больше клеток в организме, тем выше вероятность, что какая-то из них рано или поздно станет раковой.

Новое же исследование учёных из университета Рочестера открыло ещё более любопытные детали "из жизни теломеразы", на примере грызунов.

Почему именно их? Дело в том, что разные виды грызунов занимают очень широкий диапазон по массе тела, в то же время — это всё родственные животные, что позволяет корректнее сравнивать их гены.

Вес и продолжительность жизни некоторых грызунов. Как видно, однозначной корреляции между тем и другим нет. Есть лишь примерная закономерность (тяжелее – дольше) и ряд интересных исключений из этого правила (иллюстрация с сайта rochester.edu).

Так выяснилось, что фермент активен на протяжении всей жизни в мелких грызунах, но не в больших.

Далее выявились ещё более странные отличия. Скажем, мыши со своей активной теломеразой живут недолго, а белки (также с этим "включённым" ферментом) — четверть века. При этом популяции белок ничуть не вымирают от рака: хвостатые любители орехов счастливо избегают какой-либо его формы.

С мышами всё более-менее понятно — эти зверьки могут болеть раком, но для них такой шанс не так уж важен — раньше кошка съест. А вот умение залечивать раны может быть критичным.

У белок же, как поясняют исследователи, существует некий компенсационный механизм, который предотвращает развитие рака, несмотря на постоянно активную теломеразу. И такое "изобретение" применяют не только белки. Ещё отличились бесшёрстные кротовые крысы, бурундук, ондатры и шиншиллы.

(Детали открытия можно найти в пресс-релизе университета и в статье авторов исследования, вышедшей в журнале Aging Cell.)

Каков же этот механизм?

Горбунова считает, что белки и некоторые другие их родственники развили строгий контроль за функциями клеток. Последние могут сами "понять", уместно или неуместно деление в данный момент, то есть различают здоровое воспроизводство и безудержное размножение — рак.

Клетки у белок каким-то образом препятствуют своему делению, причём только когда это действительно необходимо. Биологи из Рочестера предполагают, что клетки долгоживущих, но маленьких грызунов очень чувствительны к сигналам от окружающих тканей, что позволяет таким клеткам "принимать решение" – делиться или нет.

Вера и её коллеги рассчитывают обнаружить и объяснить этот механизм защиты от рака. А там, быть может, найдётся способ включить его и в человеке.





Если Вы желаете помочь ученым в понимании такой сложной, многогранной и беспощадной болезни как Рак — присоединяйтесь к проекту распределенных вычислений "Help Conquer Cancer" (Помоги Победить Рак) основанный учеными из "Ontario Cancer Institute (OCI)" (Институт Рака в Онтарио), "Princess Margaret Hospital" (Госпиталь Принцессы Маргарет» и "University Health Network" (Университетская Сеть Здоровья).
Смысл помощи в том, чтобы предоставить ученым неиспользованное процессорное время вашего ПК для анализа фотографий белков созданных методом "X-ray Crystallography" (Рентген кристаллография) с целью определения структуры этих белков и в дальнейшем понимания их роли в инициировании, течении и лечении Рака.