Neue Forschung von der Universität von Maryland und die Nationalen Institute der Gesundheit, zeigt eine neue Rolle für das Enzym telomerase. Die Telomerase ist nur die bekannte Rolle in normalem Gewebe wurde zum Schutz bestimmter Zellen, die regelmäßig verteilt sind, wie embryonale Zellen, Samenzellen, Adulte Stammzellen und Immunzellen. Dachten die Wissenschaftler, dass die telomerase ausgeschaltet wurde, in allen anderen Zellen, außer bei Krebs, wo es fördert die unbegrenzte Zellteilung.
Die neue Studie fand, dass die telomerase reaktiviert in normalen adulten Zellen an einem kritischen Punkt im Prozess des Alterns. Kurz vor dem Zelltod, ein platzen der telomerase-Puffer Zellen von den Belastungen des Alterns verlangsamen den Prozess und die Verringerung der DNA-Schäden, die zu Krebs führen. Die Studie wurde veröffentlicht in der Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften am 2. September 2019.
“Diese Studie bildet die aktuelle Verständnis für die Funktion der telomerase in normalen Zellen”, sagte Kan Cao, senior-Autor der Studie und ein außerordentlicher professor der Zellbiologie und molekulare Genetik an der UMD. “Unsere Arbeit zeigt zum ersten mal, dass es eine Rolle für die telomerase in adulten Zellen über die Förderung der Tumorbildung. Wir können jetzt sagen, dass reguliert die Aktivierung der telomerase an einem kritischen Punkt in einer Zelle im Lebenszyklus dient eine wichtige Funktion.”
Telomerase verhindert die Verkürzung der Telomere, — eine spezielle DNA-protein-Struktur an das Ende einer Zelle Chromosomen, schützen die Chromosomen vor Schäden. Die Telomerase spielt eine entscheidende Rolle während der embryonalen Entwicklung und der Differenzierung der Stammzellen, bei der Zellen teilen sich überschwänglich. In normalen adulten Zellen, die telomerase ausgeschaltet ist und die Telomere verkürzen sich mit jeder Zellteilung, bis Sie eine kritische Länge. An kritischen telomerlänge, die Zellen, sich zu teilen und sterben oder erleben Sie DNA-Schäden verursachen könnten, Malignome.
Bevor diese neue Arbeit, die dachten Wissenschaftler, dass die telomerase-expression in den meisten adulten Zellen konnte nur dazu führen zu unbegrenzter Zellteilung wie gesehen, in Krebstumoren.
Cao und Kollegen vermuteten telomerase kann eine Funktion in adulten Zellen, wenn Sie beobachteten dramatischen Unterschiede im Labor unter Geschwister-Mäuse mit verkürzten telomeren. Den Mäusen wurden die Nachkommen der wild-Typ Mäuse und genetisch veränderte Mäuse, die gezüchtet worden waren, seit vielen Generationen, ohne die Fähigkeit zur Produktion von telomerase. Alle Geschwister hatten ungewöhnlich kurze Telomere, aber die Forscher festgestellt, dass Mäuse, die nicht vererbt das gen zu produzieren telomerase von Ihren Wildtyp-Eltern ausgestellt kürzere Lebensdauer, progressive Atrophie und spontane Krebserkrankungen.
Um zu verstehen, was Los war, Cao und Ihre Kollegen verglichen die Hautzellen von der Geschwister-Mäuse und fand, dass, obwohl beide Zelllinien hatten vergleichsweise kurze Telomere, in den Zellen von telomerase-defizienten Mäusen gestoppt Teilung früher und hatte mehr Maligne Transformationen als Zellen, die von den Geschwistern, die telomerase produziert.
Was mehr ist, fanden die Forscher, dass, wie die Haut Zellen aus nicht-telomerase-defizienten Mäusen näherte sich der kritischen telomerlänge, Sie natürlich produziert ein platzen der telomerase, die verlangsamt den Prozess der telomerverkürzung und reduziert die Menge an DNA-Schäden, die zu Krebs führen. Nach Cao diese Ergebnisse legen nahe, dass telomerase-ausgedrückt in der Nähe des Ende einer Zelle die Lebensdauer erweicht den Schlag des Alterns und führte zu einem allmählichen Zelltod.
Die Forscher fanden auch, dass die Reaktivierung der gene für die Expression der telomerase in der telomerase-defizienten Zellen gerettet Sie, verlängern Ihre Fähigkeit, sich zu teilen und Verringerung der DNA-Schäden.
Um zu sehen, ob das, was Sie beobachteten bei Mäusen gilt für den Menschen, das team führte Laborstudien an menschlichen Hautzellen. Die Forscher fanden heraus, dass menschliche Zellen auch exprimiert telomerase als Sie näherte sich der kritischen telomerlänge. Zusätzlich, menschliche Haut Zellen, die nicht in der Lage waren auszudrücken telomerase erreicht kritische telomerlänge schneller und angezeigt deutlich mehr DNA-Schäden als diejenigen, die nicht express die telomerase.
Cao sagte, dass der nächste Schritt für die Forscher ist es herauszufinden, wie die telomerase-expression angeschaltet ist, Zellen Ansatz kritische telomerlänge und erkunden Sie die zugrunde liegenden Mechanismen, durch die telomerase wirkt wie ein Puffer gegen die Belastungen, die Verkürzung der Telomere.
