ГЕМАТОЛОГИЯ.ру информирует
По мнению ученых, защиту организма от рака могут обеспечивать прыгающие гены
8 октября 2021 г.
Некоторые животные отличаются высокой продолжительностью жизни. Они живут гораздо больше, чем даже их ближайшие родственники. Примером таких долгожителей в животном мире являются слепыши. Это небольшие грызуны, которые обитают под землей в норах. Продолжительность их жизни достигает двадцати лет. Как известно, другие грызуны, даже обладающие таким же размером, живут значительно меньше. Но с чем связан такой феномен?
Как заметили ученые, эти маленькие животные никогда не болеют онкологией. Однако злокачественные клетки у них возникают так же, как и у любых других животных. Но, как только они появляются, их тут же уничтожает иммунная система, а точнее – сигнальный белок бета-интерферон, или IFN-β, в результате чего не успевает вырасти опухоль.
Ученые длительное время ломали голову над тем, какой механизм отвечает за активацию интерферонового сигнала в клетках, начинающих мутировать в злокачественные. Ответ на этот вопрос дали ученые из Рочестерского университета. Как показало исследование, противораковую защиту у слепышей включают особые последовательности в ДНК, именуемые ретротранспозонами.
Что такое ретротранспозоны и как с ними борются клетки
Ретротранспозоны еще называют мобильными генетическими элементами. Они способны сами себя копировать из одного участка ДНК в другое. Отсюда возникло еще одно их название – прыгающие гены. Внедряясь в ДНК, они вызывают различные мутации в клетках. К слову, по мнению ученых, именно благодаря им люди и человекоподобные обезьяны лишились хвоста.
У разных прыгающих генов механизм «прыжков» в ДНК разный. Ретротранспозоны обладают способностью самокопирования при помощи промежуточной копии в виде молекулы РНК. Но не будем вдаваться в подробности этого процесса. Главное, что прыгающие гены, внедряясь в тот или иной участок ДНК в клетке, могут сильно повлиять на работу какого-либо гена – заставить работать его более активно или, наоборот, вовсе выключить. Поэтому для клеток ретротранспозоны представляют определенную опасность.
Чтобы защитить себя, клетки используют механизм подавления этих прыгающих генов, суть которого заключается в покрытии ДНК транспозонов метильными метками, которые регулируют активность генов. Другими словами, включается эпигенетическая регуляция, которая «усыпляет» ретротранспозоны. Они становятся неактивными и больше не мешают клеткам нормально работать и делиться.
В молодой клетке эпигенетическая регуляция работает хорошо, но с возрастом она начинает давать сбой. Некоторые ученые даже предполагают, что это является одной из причин возникновения злокачественных клеток у пожилых людей. На их онкогенах перестают работать эпигенические метки, которые блокируют их работу. То же самое со временем случается и с ретротранспозонами – они «просыпаются».
Защита от рака ретротранспозонами – как она работает
Теперь вернемся к нашим слепышам. Ученые Рочестерского университета обнаружили, что в их клетках, которые начинают ускоренно делиться, снижается активность ДНК-метилтрансферазы, то есть одного из ферментов, которые блокируют активность ретротранспозонов. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Immunology.
Следует отметить, что поведение ретротраспозонов напоминает поведение ретровирусов, таких как ВИЧ. Именно поэтому препараты, которые назначают против ретровирусов, уничтожают и ретротраспозоны. Чтобы проверить, как поведут себя клетки без ретротраспозонов, они стали давать грызунам препараты против ретровирусов. Ожидаемо прыгающие гены стали гибнуть, а клетки при этом продолжили беспрепятственно делиться. Стало очевидным, что ретротраспозоны не дают злокачественным клеткам делиться. Отсюда возник другой вопрос, каким образом они действуют?
Тогда ученые провели еще один эксперимент – отключили у слепышей сигнальный путь, который связан с бета-интерфероном. В результате у грызунов стали появляться злокачественные опухоли, несмотря на активность ретротраспозонов. Бета-интерфероны являются частью системы врожденного иммунитета. Скорее всего, они распознают активность мобильных генов как атаку вирусов, в результате чего зараженные клетки уничтожаются.
Ученые предполагают, что такой же механизм можно запустить в клетках человека. Для этого надо просто подавить работу ДНК-метилтрансферазы или искусственно активировать ретротраспозоны. В результате иммунная система начнет уничтожать злокачественные клетки.
Источник: hi-news.ru