Теломераза является важным ферментом, который участвует как в старении, так и в процессе образования злокачественных опухолей.
В сегодняшнем выпуске престижного журнала Molecular Cell ученые из Университета Монреаля рассказывают об использовании передовых методов микроскопии, позволяющих увидеть отдельные молекулы теломеразы в живых клетках.
Недостаток в репликации хромосом означает, что они становятся короче с каждым делением клетки. Если ничего не сделать, чтобы исправить это, репликация в конечном итоге останавливается, и клетка переходит в состояние, называемое старением. Обычно теломераза добавляет дополнительную ДНК к концам хромосом, чтобы предотвратить эту проблему, но с возрастом наши тела производят их все меньше.
Одной из причин того, что злокачественные опухоли бессмертны, является то, что раковые клетки экспрессируют теломеразу, которая позволяет клеткам делиться бесконечно. Эта реактивация является одним из первых шагов, которые заставляют клетки становиться злокачественными. Этот процесс сегодня остается плохо изученным. Если бы исследователи знали об этом больше, у нас появилась бы надежда на создание терапевтического метода для борьбы с раком.
Сегодня команде Университета Монреаля во главе с профессором биохимии Паскалем Чартрандом в сотрудничестве с клеточным биологом Агнелем Сфеиром из Института Скирбола в Нью-Йорке удалось пометить теломеразу несколькими ультраяркими флуоресцентными молекулами - чего раньше никогда не делали.
«Этот технологический прорыв позволил нам наблюдать, как теломераза непрерывно исследует теломеры, и становится вовлеченной в концы хромосом в результате двухступенчатого режима связывания», - говорит биохимик Хадриен Лапрад, который вместе со своим коллегой Эммануэлем Керидо проводил экспериментальные исследования.
В своем исследовании ученые также показывают, как мутация регуляторного фактора теломер приводит к неограниченному доступу теломеразы к кончикам теломер - событие, которое способствует онкогенезу.
Визуализация одной молекулы раскрывает жизненный цикл РНК теломеразы и обеспечивает основу для выявления того, как связанные с раком мутации механически управляют дефектами гомеостаза теломер.
«Эта новая технология в настоящее время предоставляет достаточно подробные сведения о том, как фактор, играющий ключевую роль в образовании рака, работает на молекулярном уровне, что является первым шагом в разработке новых терапевтических стратегий, способных помешать росту злокачественных клеток. Потребуются годы, прежде чем мы найдем такую стратегию, но сегодня сделан важный первый шаг», - пишут ученые в своей статье.
Статья была опубликована 3 июня 2020 года в Molecular Cell .
Источник: "Single-molecule imaging of telomerase RNA reveals a recruitment-retention model for telomere elongation," Molecular Cell (2020).
DOI: 10.1016/j.molcel.2020.05.005