Целый ряд процессов в организме человека — от старения клеток до появления злокачественных опухолей — зависит от теломер, специальных структур, расположенных на концах хромосом. Принято считать, что теломерные повторы (последовательности ДНК, лежащие в основе теломер) защищают концы хромосом от деградации. Однако исследования, проведенные учеными Санкт-Петербургского государственного университета, показали, что это одни из самых нестабильных последовательностей в геноме.

Стабильность генома человека во многом определяется именно теломерами. Если обычные клетки организма могут делиться всего около 50 раз, то эмбриональные и стволовые клетки — неограниченно много. Это объясняется наличием в них специального фермента — теломеразы, достраивающей (удлиняющей) теломеры. Важно, что именно запуск работы этого фермента позволяет раковым клеткам неограниченно делиться, то есть провоцирует неконтролируемый рост раковой опухоли.

«Ученым давно известна роль, которую теломераза играет в развитии раковых опухолей, и уже разработано множество ингибиторов данного фермента. Однако очень часто при использовании этих препаратов активируется механизм альтернативного удлинения теломер — то есть мы убиваем теломеразу, а раковые клетки продолжают жить и делиться», — объясняет старший научный сотрудник лаборатории биологии амилоидов СПбГУ Анна Аксенова.

До сих пор многие детали важнейшего механизма альтернативного удлинения теломер остаются неизученными. Однако ученые СПбГУ совместно с коллегами из Университета Тафтса (США) разработали модельную дрожжевую систему S. сerevisiae, которая позволит изучить этот процесс. Результаты исследований легко проецируются на человека, поскольку механизмы поддержания длины теломер весьма консервативны от простейших до высших организмов.

В дальнейшем модельная система, разработанная исследователями, может помочь онкологам не только предсказывать течение болезни у пациентов, но и тестировать эффективность лекарств, а также выявлять предрасположенность к раку у здоровых людей. Кроме того, это исследование открывает перед учеными перспективы в борьбе со старением.

«Продление жизни человека будет в большой мере зависеть от решения проблемы концевой репликации хромосом и структурной целостности теломер. Найдя способ предохранить концы хромосом от укорочения, перестройки и рекомбинации, мы победим старение», — уверена Анна Аксенова.

Подробная информация об исследовании на портале СПбГУ

Об открытии, которое поможет в лечении самых агрессивных форм рака и продлении жизни человека, рассказал в ноябре журнал Cell Reports. С полным текстом статьи «Экспансия интерстициальных теломерных последовательностей в дрожжах S. сerevisiae» можно ознакомиться на сайте журнала.