Теломераза делает старение клеток безопаснее

Теломераза  — фермент, предотвращающий укорачивание концевых участков хромосом (теломер) — играет важную роль в процессе эмбриогенеза и дифференциации стволовых клеток. В нормальных взрослых клетках теломераза не экспрессируется и теломеры укорачиваются с каждым делением. Когда они достигают критической длины, деление прекращается и запускается механизм клеточной смерти, однако в редких случаях повреждения ДНК могут привести к превращению клетки в раковую.

До сих пор считалось, что экспрессия теломеразы в большинстве взрослых клеток играет на стороне рака — способствует неконтролируемой пролиферации, которая имеет место у опухолевых клеток. Однако авторы статьи в PNAS показали, что это не совсем так.

Кань Цао из Университета штата Мэриленд и ее коллеги использовали для экспериментов специально выведенную линию мышей, у которых была репрессирована экспрессия теломеразы. Поскольку теломеры у мышей достаточно длинные по сравнению с человеческими, требуется много поколений, чтобы они стали критически короткими даже в отсутствие теломеразной активности. У таких мышей наблюдается сниженная продолжительность жизни, прогрессирующая атрофия тканей, спонтанные злокачественные новообразования.

Из 26-го поколения потомков скрещивания родителей, гетерозиготных по гену каталитической субъединицы теломеразы (mTert^+/−) отбирали мышат-сиблингов с генотипами mTert^+/+ и mTert^−/− — такие мыши генетически сходны во всех остальных отношениях, и теломеры у них одинаково короткие, разница только в наличии или отсутствии теломеразной активности.

Выяснилось, что фибробласты мышей, дефицитных по теломеразе (mTert^−/−), раньше прекращали пролиферацию, чаще демонстрировали признаки злокачественной трансформации. С другой стороны, в фибробластах мышей mTert^+/+, когда теломеры достигали критической длины, синтез теломеразы активировался. Это замедляло укорачивание теломер и уменьшало количество повреждений ДНК. По мнению авторов, это означает, что экспрессия теломеразы в конце жизни клетки полезна, она делает клеточное старение более плавным и безопасным, снижая вероятность опухолеобразования.

Эксперименты подтвердили, что реактивация экспрессии теломеразы «спасала» фибробласты с подавленной экспрессией, продлевая их способность делиться и уменьшая повреждения ДНК. Подавление экспрессии теломеразы в клетках дикого типа оказывало обратное действие. Аналогичные результаты были получены и на человеческих клетках.

По словам Цао, следующим этапом будет исследование механизмов активации экспрессии теломеразы в клетках с критической длиной теломер.