Gli scienziati trovano istruzioni nel DNA spazzatura

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

I biologi molecolari russi hanno scoperto che il DNA spazzatura alle estremità dei cromosomi contiene istruzioni per sintetizzare una proteina che aiuta le cellule a non morire per lo stress. I loro risultati sono stati presentati sulla rivista Nucleic Acids Research.

"Questa proteina è interessante perché si trova nell'RNA, che prima era considerato non codificante, uno degli "aiutanti" della telomerasi. Abbiamo scoperto che può avere un'altra funzione se non è nel nucleo della cellula, ma nel suo citoplasma "La telomerasi può avvicinare gli scienziati alla creazione dell'"elisir di giovinezza" e aiutare nella lotta contro il cancro ", ha affermato Maria Rubtsova della Lomonosov Moscow State University, le cui parole sono riportate dal servizio stampa dell'università.

La chiave per l'immortalità

Le cellule dell'embrione e le cellule staminali embrionali sono virtualmente immortali dal punto di vista biologico: possono vivere quasi indefinitamente in un ambiente adeguato e dividersi un numero illimitato di volte. Al contrario, le cellule del corpo di un adulto perdono gradualmente la capacità di dividersi dopo 40-50 cicli di divisione, entrando nella fase di invecchiamento, che presumibilmente riduce le possibilità di sviluppare il cancro.

Queste differenze sono dovute al fatto che ogni divisione delle cellule "adulte" porta ad una riduzione della lunghezza dei loro cromosomi, le cui estremità sono contrassegnate da speciali segmenti ripetitivi, i cosiddetti telomeri. Quando i telomeri diventano troppo piccoli, la cellula "si ritira" e cessa di partecipare alla vita del corpo.

Questo non accade mai nelle cellule embrionali e cancerose, poiché i loro telomeri si rinnovano e si allungano ad ogni divisione grazie a speciali enzimi telomerasici. I geni responsabili dell'assemblaggio di queste proteine sono disattivati nelle cellule adulte e negli ultimi anni gli scienziati hanno attivamente pensato se fosse possibile prolungare la vita di una persona accendendoli con la forza o creando un analogo artificiale delle telomerasi.

Rubtsova e i suoi colleghi hanno studiato a lungo come funzionano le telomerasi "naturali" negli esseri umani e in altri mammiferi. Di recente, si sono interessati al motivo per cui le normali cellule del corpo, dove questa proteina non funziona, per qualche motivo sintetizzano grandi quantità di uno dei suoi assistenti, una breve molecola di RNA chiamata TERC.

Questa sequenza di circa 450 "lettere genetiche", spiega il biologo, in precedenza si pensava fosse un comune pezzo di "DNA spazzatura" che la telomerasi copia e aggiunge alle estremità dei cromosomi. Per questo motivo, gli scienziati non hanno prestato molta attenzione alla struttura di TERC e ai possibili ruoli di questo frammento del genoma nella vita delle cellule.

Assistente nascosto

Analizzando la struttura di questo RNA nelle cellule cancerose umane, il team di Rubtsova ha notato che al suo interno è presente una sequenza nucleotidica speciale, che di solito segna l'inizio di una molecola proteica. Avendo trovato un "pezzo" così curioso, i biologi hanno verificato se ci sono analoghi nelle cellule di altri mammiferi.

Si è scoperto che erano presenti nel DNA di gatti, cavalli, topi e molti altri animali e la loro struttura di questo frammento nel genoma di ciascuno di questi animali coincideva per circa la metà. Ciò ha portato i genetisti all'idea che all'interno di TERC non ci fossero frammenti insignificanti di antichi geni, ma una proteina completamente "viva".

Hanno testato questa idea inserendo ulteriori copie di questo RNA nel DNA delle stesse cellule cancerose e facendole leggere più attivamente tali regioni. Inoltre, gli scienziati hanno condotto una serie di esperimenti simili su E. coli, nel cui genoma non ci sono cromosomi e telomerasi "classici".

Si è scoperto che l'RNA della telomerasi era effettivamente responsabile della sintesi di speciali molecole proteiche, hTERP, che consisteva di soli 121 amminoacidi. La sua maggiore concentrazione nelle cellule cancerose e nei microbi, come hanno dimostrato ulteriori esperimenti, li ha protetti da vari tipi di stress cellulare, salvando loro la vita in caso di surriscaldamento, mancanza di cibo o comparsa di tossine.

La ragione di ciò, come hanno scoperto in seguito Rubtsova e i suoi colleghi, era che hTERP accelera il processo di "elaborazione" di frammenti di proteine, RNA e altre molecole nei lisosomi, i principali "inceneritori" della cellula. Questo li protegge contemporaneamente dalla morte e riduce significativamente le possibilità di mutazioni e lo sviluppo del cancro.

Ulteriori esperimenti, secondo i genetisti, ci aiuteranno a capire come telomerasi e hTERP interagiscono tra loro e come possono essere utilizzati per creare una sorta di "elisir di giovinezza" sicuro dal punto di vista oncologico.