Сохранение концов хромосом, называемых теломерами, является необходимой характеристикой клеток, способных непрерывно делиться, а также признаком рака человека. «Теломеры очень похожи на пластиковый колпачок на концах шнурков - они предохраняют концы ДНК от истирания», - говорит Роджер Гринберг, доктор медицинских наук , доцент кафедры биологии рака в Медицинской школе Перельмана при Университете Пенсильвании . В новом исследовании, опубликованном на этой неделе в Cell , он и его коллеги описывают механизм того, как раковые клетки берут на себя один из процессов поддержания теломер, чтобы продлить жизнь до бесконечности.
ALT Теломеры Рыбы для гомологии. Постоянное размножение раковых клеток требует средств, поддерживающих длину теломер. Альтернативное удлинение теломер (ALT) - плохо изученный механизм поддержания теломер, который используется примерно в 15% случаев рака человека. Индукция специфических для теломер повреждений ДНК в клетках ALT приводит к быстрому направленному перемещению теломер на микронные расстояния в ядре. Подвижность теломер управляется специальным механизмом поиска гомологии, который позволяет поврежденной теломере использовать другую теломер на другой хромосоме в качестве шаблона для восстановления. На этом изображении изображена теломера с двухцепочечными разрывами ДНК (поврежденная рыба), при помощи которой однониточная теломерная леска ДНК перебрасывается в пару оснований с гомологичной ДНК на другой теломере (пойманная рыба).
Концепция и дизайн обложки созданы Лили Го, Роджером Гринбергом и Нам Ву Чо из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета.
Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете
Система здравоохранения Пенсильванского университета
Теломеры остаются нетронутыми в большинстве типов раковых клеток с помощью специального фермента, называемого теломераза, который добавляет повторяющиеся последовательности ДНК теломер к концам хромосом. Раковые клетки также могут использовать второй метод, включающий механизм, основанный на репарации ДНК, называемый альтернативным удлинением теломер, или сокращенно АЛТ. В общем, раковые клетки берут на себя любой тип механизма поддержания теломер, чтобы стать бессмертными. В целом, примерно в пятнадцати процентах случаев рака используется процесс АЛТ для удлинения теломер, но некоторые типы рака используют АЛТ от 40 до 50 процентов времени.
Соавторами новых открытий Гринберга являются Нам Ву Чо и Роберт Л. Дилли , оба доктора медицины / доктора философии в его лаборатории, и Майкл А. Лэмпсон , доцент биологии в Пенсильвании. Гринберг также является младшим исследователем в Исследовательском институте рака семьи Абрамсонов и директором отдела фундаментальных наук Исследовательского центра Бассера для BRCA.
Собираюсь на рыбалку
Команда показала, что когда ДНК разрывается, он запускает в действие белки репарации ДНК, такие как белок-супрессор рака груди BRCA2, вместе с другими вспомогательными белками, которые прикрепляются к поврежденному участку ДНК. Эти белки растягивают ДНК, позволяя ей искать комплементарные последовательности ДНК теломер. Рак груди связан с мутациями в генах BRCA1 и BRCA2, а мутации в нескольких генах, участвующих в путях, связанных с BRCA , также связаны с восприимчивостью к раку груди. Рак молочной железы и яичников связан с нарушением системы репарации ДНК, в которой участвуют эти BRCA и другие родственные белки.
«Этот процесс восстановления запускает движение и группирование теломер, как рыба, которую наматывают на рыболова», - объясняет Гринберг. «Сломанные теломеры используют теломеры на другой хромосоме - гомологичной теломере - в качестве шаблона для восстановления». Фактически, в раковых клетках, которые используют ALT для поддержания своих теломер, команда могла визуализировать этот процесс, визуализируя эти скопления теломер, собирающихся вместе.
«Мы очень рады данным, поскольку они предоставили новое понимание этого механизма поддержания теломер и способы думать о BRCA-зависимой и независимой рекомбинации ДНК», - говорит он. «Но, как и в большинстве научных исследований, возникает гораздо больше вопросов, чем предоставляется ответов».
Команда хотела бы найти другие белки, участвующие в ALT, и поискать низкомолекулярные препараты, которые нацелены на этот механизм поддержания теломер в раковых клетках, чтобы выборочно убить типы рака, которые используют ALT.
