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".
|
В своей лаборатории
Горбунова и её подчинённые изучают особенности старения организмов,
восстановления ДНК в клетках и развития рака (фото с сайта
rochester.edu). |
|
|
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.