מדענים מוצאים הוראות ב-DNA זבל

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

ביולוגים מולקולריים רוסים גילו ש-DNA הזבל בקצוות הכרומוזומים מכיל הוראות לסינתזה של חלבון שעוזר לתאים לא למות מלחץ. הממצאים שלהם הוצגו בכתב העת Nucleic Acids Research.

"החלבון הזה מעניין כי הוא נמצא ב-RNA, שנחשב בעבר לא מקודד, אחד המסייעים" של הטלומראז. גילינו שיכול להיות לו תפקיד אחר אם הוא לא נמצא בגרעין התא, אלא בציטופלזמה שלו. טלומראז יכול לקרב מדענים ליצירת "סם הנעורים" ולעזור במאבק בסרטן", אמרה מריה רובצובה מאוניברסיטת לומונוסוב מוסקבה, ששירות העיתונות של האוניברסיטה מדווח על דבריה.

המפתח לאלמוות

תאי העובר ותאי הגזע העובריים הם למעשה אלמוות מנקודת המבט של הביולוגיה – הם יכולים לחיות כמעט ללא הגבלה בסביבה נאותה, ולהתחלק מספר בלתי מוגבל של פעמים. לעומת זאת, תאים בגופו של מבוגר מאבדים בהדרגה את יכולתם להתחלק לאחר 40-50 מחזורי חלוקה, נכנסים לשלב ההזדקנות, מה שמפחית ככל הנראה את הסיכוי לחלות בסרטן.

הבדלים אלו נובעים מכך שכל חלוקה של תאים "בוגרים" מביאה להפחתת אורך הכרומוזומים שלהם, אשר קצותיהם מסומנים במקטעים חוזרים מיוחדים, מה שנקרא טלומרים. כאשר הטלומרים הופכים קטנים מדי, התא "פורש" ומפסיק להשתתף בחיי הגוף.

זה אף פעם לא קורה בתאים עובריים וסרטניים, שכן הטלומרים שלהם מתחדשים ומתארכים עם כל חלוקה בגלל אנזימי טלומראז מיוחדים. הגנים האחראים להרכבת החלבונים הללו כבויים בתאים בוגרים, ובשנים האחרונות מדענים חושבים באופן פעיל האם ניתן להאריך את חייו של אדם על ידי הפעלתם בכוח או יצירת אנלוג מלאכותי של טלומראזים.

רובצובה ועמיתיה חוקרים זמן רב כיצד פועלים טלומראזים "טבעיים" בבני אדם ויונקים אחרים. לאחרונה התעניינו מדוע תאים רגילים בגוף, שבהם חלבון זה אינו פועל, מסנתזים משום מה כמויות גדולות של אחד מעוזריו, מולקולת RNA קצרה בשם TERC.

רצף זה של כ-450 "אותיות גנטיות", מסביר הביולוג, נחשב בעבר כחתיכה נפוצה של "דנ"א זבל" שטלומראז מעתיק ומוסיף לקצוות הכרומוזומים. מסיבה זו, מדענים לא הקדישו תשומת לב רבה למבנה של TERC ולתפקידים האפשריים של שבר זה של הגנום בחיי התאים.

עוזר נסתר

בניתוח המבנה של RNA זה בתאי סרטן אנושיים, הצוות של רובצובה שם לב שיש בתוכו רצף נוקלאוטידים מיוחד, שבדרך כלל מסמן את תחילתה של מולקולת חלבון. לאחר שמצאו "חתיכה" מוזרה שכזו, ביולוגים בדקו אם יש אנלוגים בתאים של יונקים אחרים.

התברר שהם נמצאים ב-DNA של חתולים, סוסים, עכברים וחיות רבות אחרות, והמבנה שלהם של שבר זה בגנום של כל אחת מהחיות הללו חפף בכמחצית. זה הוביל את הגנטיקאים לרעיון שבתוך TERC לא היו שברים חסרי משמעות של גנים עתיקים, אלא חלבון "חי" לחלוטין.

הם בדקו את הרעיון הזה על ידי הכנסת עותקים נוספים של ה-RNA הזה ל-DNA של אותם תאים סרטניים וגרמו להם לקרוא אזורים כאלה בצורה פעילה יותר. בנוסף, המדענים ערכו סדרה של ניסויים דומים על E. coli, שבגנום שלו אין כרומוזומים וטלומראזים "קלאסיים".

התברר ש-RNA טלומראז היה אחראי למעשה לסינתזה של מולקולות חלבון מיוחדות, hTERP, שהורכבו מ-121 חומצות אמינו בלבד.הריכוז המוגבר שלו בתאים סרטניים וחיידקים, כפי שהראו ניסויים נוספים, הגן עליהם מפני סוגים שונים של מתח תאי, והציל את חייהם במקרה של התחממות יתר, מחסור במזון או הופעת רעלים.

הסיבה לכך, כפי שגילו רובצובה ועמיתיה מאוחר יותר, הייתה ש-hTERP מאיץ את תהליך ה"עיבוד" של שאריות חלבונים, RNA ומולקולות אחרות בליזוזומים, ה"משרפות" העיקריות של התא. זה מגן עליהם במקביל ממוות ומפחית משמעותית את הסיכויים למוטציות ולהתפתחות סרטן.

ניסויים נוספים, לפי גנטיקאים, יעזרו לנו להבין כיצד טלומראז ו-hTERP מתקשרים זה עם זה, וכיצד ניתן להשתמש בהם כדי ליצור מעין "סם נעורים" בטוח מנקודת המבט האונקולוגית.