Potencjalna rola sekwencji „śmieciowego DNA” w starzeniu się, nowotworach

Potencjalna rola sekwencji „śmieciowego DNA” w starzeniu się, nowotworach

Ciało ludzkie składa się zasadniczo z bilionów żywych komórek. Starzeje się wraz ze starzeniem się komórek, co ma miejsce, gdy te komórki w końcu przestają się replikować i dzielić. Naukowcy od dawna wiedzą, że geny wpływają na starzenie się komórek i długość życia ludzi, ale jak to dokładnie działa, pozostaje niejasne. Odkrycia z nowego badania prowadzonego przez naukowców z Washington State University rozwiązały mały element tej zagadki, przybliżając naukowców o krok do rozwiązania zagadki starzenia się. Zespół badawczy kierowany przez Jiyue Zhu, profesora w College of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, niedawno zidentyfikował region DNA znany jako VNTR2-1, który wydaje się napędzać aktywność genu telomerazy, który, jak wykazano, zapobiega starzeniu się niektórych typów komórek. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Gen telomerazy kontroluje aktywność enzymu telomerazy, który pomaga wytwarzać telomery, czapeczki na końcu każdej nici DNA, które chronią chromosomy w naszych komórkach. W normalnych komórkach długość telomerów jest nieco krótsza za każdym razem, gdy komórki duplikują swoje DNA przed podziałem. Gdy telomery stają się zbyt krótkie, komórki nie mogą się już rozmnażać, co powoduje ich starzenie się i śmierć. Jednak w niektórych typach komórek – w tym w komórkach rozrodczych i komórkach nowotworowych – aktywność genu telomerazy zapewnia, że ​​telomery są resetowane do tej samej długości po skopiowaniu DNA. Jest to zasadniczo to, co ponownie uruchamia zegar starzenia się nowego potomstwa, ale jest również powodem, dla którego komórki rakowe mogą nadal się namnażać i tworzyć guzy. Wiedza o tym, jak gen telomerazy jest regulowany i aktywowany oraz dlaczego jest aktywny tylko w niektórych typach komórek, może kiedyś być kluczem do zrozumienia, jak ludzie się starzeją, a także jak powstrzymać rozprzestrzenianie się raka. Dlatego Zhu przez ostatnie 20 lat swojej kariery naukowej skupił się wyłącznie na badaniu tego genu. Zhu powiedział, że ostatnie odkrycie jego zespołu, że VNTR2-1 pomaga w kierowaniu aktywnością genu telomerazy, jest szczególnie godne uwagi ze względu na typ sekwencji DNA, którą reprezentuje. „Prawie 50% naszego genomu składa się z powtarzalnego DNA, które nie koduje białka” – powiedział Zhu. „Te sekwencje DNA są zwykle uważane za „śmieciowe DNA” lub ciemne substancje w naszym genomie i są trudne do zbadania. Nasze badanie opisuje, że jedna z tych jednostek faktycznie pełni funkcję polegającą na wzmaganiu aktywności genu telomerazy. ” Ich odkrycie opiera się na serii eksperymentów, które wykazały, że usunięcie sekwencji DNA z komórek rakowych – zarówno w ludzkiej linii komórkowej, jak iu myszy – spowodowało skrócenie telomerów, starzenie się komórek i zatrzymanie wzrostu guzów. Następnie przeprowadzili badanie, w którym przyjrzano się długości sekwencji w próbkach DNA pobranych od stulatków rasy kaukaskiej i afroamerykańskiej oraz uczestników grupy kontrolnej w Georgia Centenarian Study, badaniu przeprowadzonym na grupie osób w wieku 100 lat lub starszych w latach 1988-2008. Naukowcy odkryli, że długość sekwencji wahała się od 53 powtórzeń (lub kopii) DNA do 160 powtórzeń. „To bardzo się różni, a nasze badanie faktycznie pokazuje, że gen telomerazy jest bardziej aktywny u osób z dłuższą sekwencją” – powiedział Zhu. Ponieważ bardzo krótkie sekwencje znaleziono tylko u uczestników Afroamerykanów, przyjrzeli się bliżej tej grupie i odkryli, że było stosunkowo niewielu stulatków z krótką sekwencją VNTR2-1 w porównaniu z uczestnikami kontrolnymi. Jednak Zhu powiedział, że warto zauważyć, że krótsza sekwencja niekoniecznie oznacza krótszą długość życia, ponieważ oznacza to, że gen telomerazy jest mniej aktywny, a długość telomerów może być krótsza, co może zmniejszyć prawdopodobieństwo zachorowania na raka. „Nasze odkrycia mówią nam, że ta sekwencja VNTR2-1 przyczynia się do genetycznej różnorodności tego, jak się starzejemy i jak zachorujemy na raka” – powiedział Zhu. „Wiemy, że onkogeny – lub geny nowotworowe – i geny supresorowe guza nie wyjaśniają wszystkich powodów, dla których zachorujemy na raka. Nasze badania pokazują, że obraz jest o wiele bardziej skomplikowany niż mutacja onkogenu i powoduje silne argument za rozszerzeniem naszych badań, aby dokładniej przyjrzeć się temu tak zwanemu śmieciowemu DNA”. Zhu zauważył, że ponieważ Afroamerykanie są w Stanach Zjednoczonych od pokoleń, wielu z nich ma przodków rasy kaukaskiej, po których mogli odziedziczyć część tej sekwencji. Więc w następnym kroku on i jego zespół mają nadzieję, że będą w stanie zbadać sekwencję w populacji afrykańskiej. Oprócz Zhu autorami artykułu są współpierwsi autorzy Tao Xu i De Cheng oraz inni z Washington State University, a także ich współpracownicy z Northeast Forestry University w Chinach; Uniwersytet Stanowy w Pensylwanii; oraz Uniwersytet Stanowy Karoliny Północnej. Finansowanie tego badania pochodziło z Narodowego Instytutu Nauk Medycznych Narodowego Instytutu Zdrowia, Związku Badań nad Czerniakiem oraz Urzędu ds. Nauk o Zdrowiu i Usług Hrabstwa Spokane.
Źródło historii:
Materiały dostarczone przez Uniwersytet Stanowy Waszyngton Washington. Oryginał napisany przez Judith Van Dongen. Uwaga: Treść można edytować pod kątem stylu i długości.

science