Теломераза, 1984 — новая терапевтическая мишень при многих заболеваниях

Каждая хромосома в наших клетках образована длинной спиральной молекулой, обёрнутой вокруг белкового каркаса: ДНК. На концах всех хромосом имеется теломера — особый защитный колпачок с последовательностью оснований, обозначаемой TTAGGG. 

Фермент, копирующий ДНК для деления клетки, не может полностью скопировать конец каждой хромосомы, но теломера компенсирует этот потенциальный недостаток: концевые участки состоят из простой последовательности TTAGGG, повторяющейся более 1000 раз. При каждом делении часть теломеры теряется из-за этой эрозии. Когда она становится слишком короткой, хромосома больше не может копироваться в таких «старых» клетках. Многие клетки организма в культуральной чашке переходят в состояние старения, то есть утрачивают способность делиться, примерно после 50 делений.

В 1984 году биологи Кэрол Грейдер и Элизабет Блэкберн, исследуя микроскопический одноклеточный организм Tetrahymena, открыли теломеразу — фермент с РНК-компонентом, который способен предотвращать эрозию хромосом и удлинять теломеры, возвращая TTAGGG на их концы.

Теломеразная активность очень низка в большинстве соматических, не половых клеток, но высока в клетках плода, взрослых половых клетках (образующих сперматозоиды и яйцеклетки), клетках иммунной системы и опухолей: все они способны регулярно делиться. 

Эти открытия указывают на связь активности теломеразы со старением и раком. Поэтому проводят опыты, проверяющие идею продления жизни путём придания клеткам бессмертия либо подавления рака путём изменения этого бессмертия и превращения постоянно делящихся клеток в способные умирать. Для этого рассматривают активацию или инактивацию теломеразы, которую пытаются вызвать в различных экспериментах. 

Некоторые болезни преждевременного старения у человека связаны с короткими теломерами. Кроме того, активацию теломеразы обнаружили в большинстве человеческих опухолей. Важно помнить: одноклеточный пресноводный организм Tetrahymena благодаря активной теломеразе может делиться неограниченно и фактически бессмертен.

Грейдер и Блэкберн говорят: 

«В начале 1980-х учёные, изучая поддержание хромосом у Tetrahymena, не пытались найти потенциальное противораковое лечение... В исследованиях природы никогда нельзя предсказать, когда и где обнаружатся фундаментальные процессы».

Описание изображения к статье: Мыши, специально лишённые теломеразы, стареют преждевременно, но при замене фермента вновь становятся здоровыми. Для изучения развития и дегенерации костей и хрящей у мышей исследователи используют специальные окрашивания.

Исторические личности, упомянутые в статье: Elizabeth Helen Blackburn (род. 1948), Carolyn Widney “Carol” Greider (род. 1961)

• Предыдущая тема: Пептические язвы и бактерии, 1984 — Helicobacter pylori
• Следующая тема: Пересадка тонкой кишки, 1987 — путь, открытый новым иммунодепрессантом