Спасти рядовую клетку

The New Times magazine logo / Логотип журнала Новое ВремяРоссийский журнал “Новое Время” (The New Times) опубликовал мою статью о теломерах и Нобелевской премиии 2009 года в области медицины.

http://newtimes.ru/articles/detail.php?ID=7410

To read my article in English using automatic translation by Google Translate, you can click here – http://tinyurl.com/yl8yf3n

Telomeres

Американские биологи Джек Шостак (1), Элизабет Блекберн (2) и Кэрол Грейдер (3) в середине 1980-х экспериментально подтвердили и развили предположение, выдвинутое в 1971 году российским ученым Алексеем Оловниковым (4), о существовании белка, который может продлять жизнь клетки до бесконечности. Оловников — известный российский биолог-теоретик, ведущий научный сотрудник Института биохимической физики РАН (Москва).

Telomeres

Спасти рядовую клетку

Нобелевскую премию 2009 года в области медицины разделили ученые из США Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак — за исследования, связанные с теломерами, фрагментами ДНК, которые при делении клетки предохраняют геном от разрушения. Исследования, проведенные в 70–80 годах, помогли ученым продвинуться в изучении природы рака и механизма старения

Бактерии могут неограниченно размножаться делением, чем они и занимаются последние три с половиной миллиарда лет. Если бы так же могли обновляться клетки человеческого организма, люди стали бы бессмертными. Увы, это невозможно: в 1961 году биологи Леонард Хейфлик и Пол Мурхед из Института Вистар в Филадельфии показали, что большинство человеческих клеток могут делиться не более 50 раз.

Клеточная смерть

Почему так происходит, стало понятно, когда ученые расшифровали механизм копирования ДНК. Главную роль в этом процессе играет белок полимераза. Представим молекулу ДНК как застежку-«молнию». В процессе копирования она «расстегивается», затем полимераза достраивает левую половинку для правой части «молнии» и правую половинку — для левой, после чего получается две «молнии». К сожалению, «копировальная машинка» несовершенна: из-за ограничения на молекулярном уровне она не может скопировать кончик одной из нитей. Поэтому после каждого деления ДНК укорачивается. Сначала это не причиняет вреда, так как на концах нитей находятся теломеры1, концевые участки хромосом. — повторяющиеся бессмысленные фрагменты ДНК, которые укорачивать «не жалко». Тем не менее, если клетка продолжает делиться, может настать момент, когда теломер больше нет. Это приводит к повреждению ДНК, которое замечают клеточные механизмы и отдают клетке биохимический приказ «покончить жизнь самоубийством». Иначе она может переродиться в раковую.

У бактерий проблемы укорачивания не возникает, потому что их ДНК завернута в кольцо, у которого, как известно, «нет конца». Однако и в человеческом организме есть клетки, которые могут делиться неограниченно: это клетки, производящие сперматозоиды, стволовые клетки и… клетки раковых опухолей. Еще в 1971 году советский ученый Алексей Оловников выдвинул идею, что существует специальный белок, который умеет восстанавливать теломеры, даруя клетке бессмертие.2 Догадка Оловникова оказалась правильной, хотя он не определил структуру теломер и не выделил восстанавливающий их белок. Именно это спустя годы сделали Блекберн, Грейдер и Шостак.

В 1980 году Элизабет Блекберн, работая в Беркли, проанализировала кончики ДНК из хромосомы лабораторной инфузории Tetrahymena и обнаружила в них повторяющуюся последовательность «букв» генетического кода — нуклеотидов. Этот результат привлек внимание Джека Шостака из Гарварда, который бился над другой проблемой — пытался «перепрограммировать» клетку дрожжей, вводя в нее различные последовательности ДНК, но каждый раз его «искусственные хромосомы» быстро разрушались.3 У Шостака возникла идея присоединить последовательность, обнаруженную Блекберн, к своим мини-хромосомам, и в 1982 году совместный эксперимент Шостака и Блекберн увенчался успехом: «искусственные теломеры» от Блекберн защищали «искусственные хромосомы» Шостака от деградации внутри клетки дрожжей. Еще через два года студентка Блекберн Кэрол Грейдер выделила белок, существование которого было предсказано Оловниковым, — этот белок восстанавливал укороченные теломеры. Блекберн и Грейдер назвали его «теломераза».

Эликсир бессмертия

Открытие теломеразы вызвало ажиотаж. В конце 80-х многие полагали, что, наконец, найден эликсир бессмертия, вещество, которое может предотвратить смерть клеток и каким-то образом наладить самовозобновление человеческого организма. К сожалению, довольно скоро стало понятно, что старость — слишком сложный процесс, чтобы победить его одним эликсиром. Специалист по старению Джей Ольшанский4 относится к перспективам применения теломеразы против старения скептически. Ученые еще не до конца понимают сложные механизмы регуляции генов в клетке, и слишком высок риск вызвать у пациента образование раковой опухоли. С другой стороны, свойство раковых клеток вырабатывать теломеразу дает возможность нахождения лекарства против рака.5 Над одним из таких лекарств — ингибитором теломеразы, мешающим росту опухоли, — сейчас работает компания Geron Corporation. Джей Ольшанский также не исключает, что, возможно, благодаря открытию теломеразы настанет время, когда «мы сможем регенерировать ткани, приводя их в более здоровое состояние».

Юрий Панчул

—————————-

Telomeres

1 От греч. telos — конец и meros — часть

2 Olovnikov A.M. A theory of marginotomy. The incomplete copying of template margin in enzymic synthesis of polynucleotides and biological significance of the phenomenon. J. Theor. Biol. 1973, Sep 14;41(1):181-90.

3 Хотя и инфузории, и дрожжи являются одноклеточными, они имеют сложные хромосомы с теломерами.

4 См. The New Times, № 34 от 25 августа 2008 г.

5 The New Times подробно писал об этом в № 12 от 30 марта 2009 г.

2 thoughts on “Спасти рядовую клетку

  1. Юрий, добрый вечер.
    У меня есть к вам вопрос/просьба, с которой я хотела бы к вам обратиться. Но, к сожалению, не могу найти контакта с вами (e-mail)
    Спасибо за отклик
    Яна

    Reply

  2. А я слышала информацию, что уже существует активатор теломеразы ТА-65, уверена, что это изобретение просто прорыв в науке.

    Reply

Leave a Reply