Биологи нашли гены альтернативного бессмертия

Клетки-бессмертницы

Самые известные бессмертные клетки относятся к линии HeLa, они выделены из опухоли шейки матки пациентки Генриетты Лэкс (Henrietta Lacks). Женщина умерла еще в 1951 году, но ее раковые клетки до сих пор живут в лабораториях по всему миру. А суммарная масса всех культур клеток HeLa в 400 раз превышает массу тела пациентки, которая, сама того не подозревая, стала «героиней науки». Впрочем, бессмертные клетки рождаются в каждом из нас: «Ежедневно в организме появляется появляется более тысячи атипичных клеток – предшественниц онкологического заболевания. К счастью, организм самостоятельно справляется с опасными клетками, привлекая силы иммунитета», -- пишут ученые, показавшие, что у женской груди есть собственная система онкодозора.

Хромосомы клеток HeLa имеют неукорачивающийся молекулярный «хвост», состоящий из некодирующих нуклеотидных повторов -- теломеров. Эти хвосты – старт-площадка для белковой машины, которая копирует ДНК для дочерней клетки. В нормальных клетках каждое удвоение генетического материала «съедает» часть нуклеотидных повторов -- «хвосты» изнашиваются. Соответственно, «бесхвостые» хромосомы прекращают удваиваться, а клетки постепенно стареют и умирают. Биологи знают, что клетки с «бесхвостыми» хромосомами не просто не обновляются, но и в целом «хворают», проявляя признаки генетической нестабильности -- их ДНК более уязвима к действию мутагенов. В раковых клетках «хвосты бессмертия» не изнашиваются – клетки живут вечно.

Впрочем, биологам известно, почему «горящие хвосты» хромосом в раковых клетках так и не сгорают: фермент теломераза неустанно доращивает расходуемые нуклеотидные повторы. В эксперименте с клетками HeLa ученые показали, что если в культуру добавить блокатор теломеразы (антисмысловую РНК), то клетки HeLa теряют свое бессмертие – они умирают примерно после двадцать пятого деления.

Альтернативное бессмертие

Однако некоторые раковые клетки используют альтернативный «эликсир жизни», в рецептуре которого нет теломеразы. Теломеры хромосом таких клеток постоянно доращиваются, но происходит это без участия теломеразы. Николас Пападополос (Nickolas Papadopoulos) из Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institutions) в Балтиморе, руководитель нового исследования, результаты которого появились в Science Express, попытался найти гены нетеломеразного бессмертия.

О первых успехах команда Николаса Пападополоса сообщила в январе 2011 года: «Мы картировали гены клеток опухоли поджелудочной железы. Наиболее распространенные мутации связаны с генами ARTX и DAXX, -- пишут исследователи в новой статье, ссылаясь на предшествующую работу. – Белки, продукты этих генов, взаимодействуют друг с другом и изменяют структуру хроматина (комплекс ДНК с белками-гистонами) в концевых участках хромосом».

Следую своему предчувствию, что ARTX и DAXX и есть гены альтернативного бессмертия, ученые провели генетический и хромосомный скрининг еще сорока пациентов с таким же заболеванием. У двадцати пяти человек размеры концевого участка хромосомы были в сто раз больше по сравнению с нормой (число копий теломеры у разных людей колеблется от 7000 до 10000). У девятнадцати человек (из тех двадцати пяти, чьи теломеры были слишком большими) ученые обнаружили мутации генов ARTX и DAXX. У шести оставшихся мутаций не было, но и генов ARTX и DAXX тоже не было. У шестнадцати оставшихся человек опухолевые клетки развивались по привычному, а не альтернативному молекулярному пути бессмертия. В клетках этих пациентов ученые не обнаружили мутаций в генах ARTX и DAXX. «Получается, что в 100% случаев мы наблюдали корреляцию между мутациями в генах ARTX и DAXX и альтернативным доращиванием теломеров», -- пишут ученые.

Генетики продолжили поиск мутаций в клетках опухолей различной локализации (всего 439 опухолей) и подтвердили, что гены ARTX и DAXX – это гены альтернативного бессмертия раковых клеток. Пока что исследователи не могут объяснить, по каким механизмам эти гены продлевают жизнь раковых клеток. Но они уверены, что ARTX и DAXX могут быть мишенью для лечения некоторых форм рака.