Новое исследование выявило потенциальные мишени на концах хромосом для профилактики дегенеративных заболеваний
Теломеры, защитные «колпачки» на концах хромосом, играют ключевую роль в процессе обновления клеток и напрямую влияют на здоровье и болезни. Фермент теломераза поддерживает длину теломер при делении клеток.
Новое исследование, опубликованное в Science, показывает, что длина теломер следует иной закономерности, чем считалось ранее. Вместо одного общего диапазона длин для всех хромосом оказалось, что разные хромосомы имеют свои собственные, специфичные для конкретного конца распределения длины теломер.
Почему это важно?
- Слишком короткие теломеры связаны с возрастными дегенеративными заболеваниями: легочным фиброзом, недостаточностью костного мозга, иммуносупрессией.
- Слишком длинные теломеры предрасполагают к определенным типам рака.
Ключевые результаты:
- Измерив теломеры 147 человек, исследователи обнаружили, что у одного индивида средняя длина по всем хромосомам составила 4300 пар оснований ДНК.
- Однако длина теломер на конкретных хромосомах значительно отличалась от этого среднего значения — в одном случае разница достигала 6000 пар оснований.
- У всех участников одни и те же теломеры чаще всего были самыми короткими или самыми длинными. Это означает, что теломеры на определенных концах хромосом могут первыми запускать отказ стволовых клеток.
Метод: нанопоровое секвенирование
Для точных измерений использовалась технология нанопорового секвенирования, изобретенная в UC Santa Cruz и коммерциализированная как MinION. Этот метод позволил получить детальные данные на молекулярном уровне.
Последствия для медицины:
- Точные данные позволили предположить, что теломераза регулирует длину в прилегающих к теломерам областях хромосом.
- Эти области и связывающиеся с ними белки могут стать новыми мишенями для лекарств, предотвращающих болезни.
- Процедура «профилирования теломер» с помощью MinION может стать моделью для разработки высокопроизводительных тестов для скрининга лекарств.
Как отметила старший автор работы, профессор Кэрол Грейдер, лауреат Нобелевской премии 2009 года: «Эта доступная методика имеет широкий потенциал для исследований, диагностики и разработки лекарств. Эта работа указывает на существование еще не открытых механизмов регуляции длины теломер; их изучение подскажет новые подходы к лечению рака и некоторых дегенеративных заболеваний».