Исследователи из Монреальского университета обнаружили, как теломераза, молекула, необходимая для развития рака, направляется в структуры нашего генома, называемые теломерами, чтобы поддерживать свою целостность и, в свою очередь, целостность генома. В статье, опубликованной в журнале Molecular Cell, ученые объясняют, как они обнаружили, что молекулы теломеразы объединяются молекулой под названием TERRA, так называемой "некодирующая РНК" не имеющий известной функции в ячейке. Ученые использовали передовые методы микроскопии, чтобы визуализировать и отслеживать молекулы теломеразы, когда они были доставлены к теломерам с помощью TERRA. "Некодирующие РНК составляют "темная материя генома", так как их много, но их функции в значительной степени неизвестны", объяснил доктор. Паскаль Шартран, старший научный сотрудник и профессор биохимии.
Каждый раз, когда клетка делится, хромосомы, длинные молекулы ДНК, кодирующие наши гены, должны дублироваться. Но механизм, который выполняет эту репликацию, несовершенен и не может выполнять дупликацию на всем пути к концам хромосом. Как делятся живые клетки и как точно достигается этот процесс, – одни из самых глубоких вопросов, над которыми ученые обращались на протяжении десятилетий. Кроме того, здесь происходит старение и возникают раковые опухоли," Chartrand объяснил. "Чтобы защитить концы наших хромосом, природа разработала простой обходной путь. Куски дополнительной ДНК, называемые теломерами, нарезаются на концах хромосом, и каждый раз, когда они делятся, репликационный аппарат считывает теломеры, гарантируя, что все наши гены останутся нетронутыми. Теломеры становятся короче, но молекула под названием теломераза затем соединяет новый фрагмент ДНК с укороченными теломерами, чтобы вернуть их к исходной длине. Теломераза неактивна в большинстве наших клеток, поэтому повторное деление хромосом укорачивает их до такой степени, что клетки больше не делятся и в конечном итоге умирают. Обратное происходит в раковых клетках, где теломераза остается активной, а клетки становятся бессмертными."
Ген некодирующей молекулы РНК TERRA обнаружен в теломерах, и предполагалось, что он играет роль в целостности теломер. Чтобы выяснить, что TERRA может делать для сохранения теломер, д-р. Сотрудники Чартрана, ведущий автор Эмилио Кусанелли и Кармина Анжелика Перес Ромеро, прикрепили молекулу флуоресцентного зонда к TERRA, чтобы они могли отслеживать, что TERRA делает в клетке под микроскопом. Они обнаружили, что производство TERRA включается, когда теломер, на котором расположен его ген, становится короче. Затем они обнаружили, что молекулы TERRA накапливаются в одном месте и в то же время привлекают молекулы теломеразы, которые впоследствии направляются к короткому теломеру, из которого произошла TERRA.
Это открытие раскрывает совершенно другой уровень регуляции активности теломеразы и новую роль некодирующей РНК в поддержании генома. TERRA может стать новой мишенью для открытий в области противораковой терапии.