Chimici e biologi molecolari russi hanno scoperto che il DNA spazzatura alle estremità dei cromosomi contiene istruzioni per sintetizzare una proteina che aiuta le cellule a non morire per lo stress. I loro risultati sono stati presentati sulla rivista Nucleic Acids Research.
Questa proteina è interessante in quanto si trova nell'RNA, precedentemente considerato non codificante, uno degli "aiutanti" della telomerasi. Abbiamo scoperto che può avere un'altra funzione se non è nel nucleo cellulare, ma nel suo citoplasma. Lo studio di tutte le proprietà della telomerasi può avvicinare gli scienziati alla creazione dell '"elisir di giovinezza" e aiutare nella lotta contro il cancro ", ha detto Maria Rubtsova dell'Università statale di Mosca Lomonosov, le cui parole sono riportate dal servizio stampa dell'università.
La chiave per l'immortalità
Le cellule dell'embrione e le cellule staminali embrionali sono virtualmente immortali dal punto di vista della biologia: possono vivere quasi indefinitamente in un ambiente adeguato e dividersi un numero illimitato di volte. Al contrario, le cellule del corpo adulto perdono gradualmente la capacità di dividersi dopo 40-50 cicli di divisione, entrando nella fase di invecchiamento, che presumibilmente riduce le possibilità di sviluppare il cancro.
Queste differenze sono dovute al fatto che ogni divisione di cellule "adulte" porta ad una riduzione della lunghezza dei loro cromosomi, le cui estremità sono contrassegnate da speciali segmenti ripetuti, i cosiddetti telomeri. Quando ci sono troppo pochi telomeri, la cellula si ritira e smette di partecipare alla vita del corpo.
Questo non accade mai nelle cellule embrionali e cancerose, poiché i loro telomeri si rinnovano e si allungano ad ogni divisione grazie a speciali enzimi, le telomerasi. I geni responsabili dell'assemblaggio di queste proteine sono "spenti" nelle cellule adulte e, negli ultimi anni, gli scienziati hanno riflettuto attivamente sulla possibilità di prolungare la vita umana accendendole con la forza o creando un analogo artificiale delle telomerasi.
Rubtsova e i suoi colleghi studiano da tempo come funzionano le telomerasi "naturali" negli esseri umani e in altri mammiferi. Recentemente, si sono chiesti perché le cellule ordinarie del corpo, dove questa proteina non funziona, per qualche motivo sintetizzano grandi quantità di uno dei suoi assistenti, una breve molecola di RNA chiamata TERC.
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Questa sequenza di circa 450 "lettere genetiche", spiega il biochimico, in precedenza era considerata un comune pezzo di "DNA spazzatura" che la telomerasi copia e aggiunge alle estremità dei cromosomi. Per questo motivo, gli scienziati non hanno prestato molta attenzione alla struttura del TERC e ai possibili ruoli di questo frammento del genoma nella vita delle cellule.
Assistente nascosto
Analizzando la struttura di questo RNA nelle cellule tumorali umane, il team di Rubtsova ha notato che al suo interno è presente una speciale sequenza nucleotidica, che di solito segna l'inizio di una molecola proteica. Avendo trovato un "pezzo" così curioso, gli scienziati hanno verificato se ci fossero analoghi nelle cellule di altri mammiferi.
Si è scoperto che erano presenti nel DNA di gatti, cavalli, topi e molti altri animali e la loro struttura di questo frammento nel genoma di ciascuno di questi animali coincideva per circa la metà. Ciò ha spinto i genetisti a credere che all'interno del TERC non fossero conservati frammenti privi di significato di geni antichi, ma una proteina completamente "vivente".
Hanno testato questa idea inserendo copie aggiuntive di questo RNA nel DNA delle stesse cellule tumorali e facendo in modo che leggano più attivamente tali regioni. Inoltre, gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti simili su E. coli, nel cui genoma non sono presenti cromosomi "classici" e telomerasi.
Si è scoperto che la telomerasi RNA era effettivamente responsabile della sintesi di speciali molecole proteiche, hTERP, che consisteva di soli 121 amminoacidi. La sua maggiore concentrazione nelle cellule cancerose e nei microbi, come hanno dimostrato ulteriori esperimenti, le ha protette da vari tipi di stress cellulare, salvando loro la vita in caso di surriscaldamento, mancanza di cibo o comparsa di tossine.
La ragione di ciò, come hanno scoperto in seguito Rubtsova e i suoi colleghi, è che hTERP accelera il processo di "elaborazione" di frammenti di proteine, RNA e altre molecole nei lisosomi, i principali "inceneritori" della cellula. Questo li protegge contemporaneamente dalla morte e riduce significativamente le possibilità di mutazioni e lo sviluppo del cancro.
Ulteriori esperimenti, secondo i genetisti, ci aiuteranno a capire come la telomerasi e l'hTERP interagiscono tra loro e come possono essere utilizzate per creare una sorta di "elisir di giovinezza" sicuro dal punto di vista dell'oncologia.
