Разкрита е тайната на вечната младост на стволовите клетки

Учени са открили уникален биологичен механизъм, с помощта на който стволовите клетки защитават крайчетата на своите хромозоми, което им позволява дълги години да функционират ефективно. Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature.

Хромозомите, носещи наследствената информация в клетките на човек, в своите крайчета имат специални структури, така наречените теломери, които защитават ДНК и осигуряват правилно деление на клетките. В клетките на младите хора тази защита е много ефективна, но с възрастта теломерите стават все по-къси и в крайна сметка губят своите защитни функции. Клетките престават да се делят и организмът старее.

Известно е, че за защитата на теломерите спомага протеина TFR2, който образува на края на хромозомите, така наречената Т-примка. Ако протеинът TFR2 бъде отстранен, крайчетата се сливат заедно, което води до образуването на „спагети-хромозоми“ и гибел на клетките.

Последните две десетилетия биолозите активно изучават защитния механизъм на теломерите и протеина TFR2, тъй като това има огромно значение за разбирането на процесите на стареене и раковите заболявания.

Работейки над тези въпроси, британски учени от Института Франсис Крик и техните австралийски колеги от Сиднейския университет установили с учудване, че стволовите клетки за защита на хромозомите си използват съвършено друг механизъм.

Отделяйки протеина TFR2 от ембрионални стволови клетки на мишки, те установили, че Т-примката продължава да се формира и крайчетата на хромозомите остават защитени, а клетките – неповредени.

След като ембрионалните клетки започват да се диференцират в соматични клетки, този уникален механизъм изчезва и защитата на крайчетата на хромозомите започва да зависи от TFR2. По мнението на изследователите, това подсказва, че стволовите и соматичните клетки, към които се отнасят всички клетки, освен стволовите клетки и гаметите, защитават края на хромозомите си принципиално по различни начини.

„Сега ние знаем, че TFR2 не е нужен за образуването на Т-примката в стволовите клетки. Ние предполагаме, че има друг фактор, който изпълнява същата работа или друг механизъм за стабилизиране на Т-примката в стволовите клетки и който се различава от този при соматичните клетки“ – отбелязва в прес-релийза на Института Франсис Крик един от участниците в изследването Фил Руис (Phil Ruis), аспирант в лаборатория по възстановяване на метаболизма на двойните вериги на ДНК.

Как работи алтернативният механизъм за защита на хромозомите, учените засега не са изяснили, но те са отговорили на въпроса за ролята на Т-примките, който дълги години е вълнувал микробиолозите. Авторите са доказали, че теломерите в стволовите клетки с Т-примки, но без протеина TFR2, са също така защитени и следователно защитната функция се изпълнява от самата структура на Т-примката.

„Нашите резултати не противоречат на многогодишните изследвания на теломерите, а ги уточняват. Всъщност, ние показахме, че стволовите клетки защитават своите хромозомни крайчета по различен от начина, по който ние смятахме по-рано, но затова както и преди е нужна Т-примка“ – казва ръководителя на изследването Саймън Бултън (Simon Boulton).

По мнението на изследователите, по-добро разбиране на това как работят теломерите и как те защитават крайчетата на хромозомите, ще даде важна информация за клетъчните процеси, които водят до преждевременно стареене и рак.