Consideraţi incapabili să codifice proteine, micii telomeri de la vârful cromozomilor umani par să deţină o funcţie biologică puternică, potenţial relevantă pentru înţelegerea cancerului şi a îmbătrânirii, potrivit unor descoperiri recente.
Oamenii de ştiinţă au descoperit că telomerii de la vârful cromozomilor conţin suficiente informaţii genetice pentru a produce două proteine mici cu proprietăţi biologice potenţial puternice.
În Proceedings of the National Academy of Science - PNAS, cercetătorii de la facultatea de medicină UNC, descriu o descoperire neaşteptată şi anume că că telomerii conţin informaţii genetice pentru a produce două proteine mici, dintre care una dintre ele a fost găsită la un nivel ridicat în unele celule canceroase umane, precum şi în celulele pacienţilor care suferă de defecte legate de telomeri.
„Pe baza cercetărilor noastre, credem că testele simple de sânge pentru aceste proteine ar putea oferi un screening valoros pentru anumite tipuri de cancer şi alte boli umane”, a declarat Jack Griffith, profesor de microbiologie şi imunologie, şi cercetător la centrul de cancer Lineberger Comprehensiveîn cadrul UNC.
„Aceste teste ar putea oferi, de asemenea, o măsură a ‘sănătăţii telomerilor’, deoarece ştim că telomerii se scurtează odată cu înaintarea în vârstă”.
Telomerii conţin o secvenţă unică de ADN formată din repetiţii nesfârşite de baze TTAGGG care împiedică cromozomii să se lipească unul de celălalt.
În urmă cu două decenii, laboratorul Griffith a arătat că terminaţia ADN-ului unui telomer se înfăşoară pe acesta formând un mic cerc, pentru a nu lăsa liber capătul blocând astfel fuziunile dintre cromozomi.
Atunci când celulele se divid, telomerii se scurtează, devenind în cele din urmă atât de scurţi încât celula nu se mai poate diviza corespunzător, ceea ce duce la moartea celulară.
Oamenii de ştiinţă au identificat pentru prima dată telomerii în urmă cu aproximativ 80 de ani şi, din cauza secvenţei lor monotone de repetiţie, dogma stabilită în domeniul ştiinţific susţinea că telomerii nu pot codifica pentru nicio proteină, cu atât mai puţin pentru proteine cu funcţii biologice puternice.
În 2011, un grup din Florida, care lucra la o formă ereditară de scleroză laterală amiotrofică (SLA), a raportat că vinovatul era o moleculă de ARN care conţinea o repetiţie de şase baze şi care, printr-un mecanism nou, putea genera o serie de proteine toxice constând din doi aminoacizi care se repetau unul după altul.
Autorii recentului studiu, prof. Jack Griffith şi colegul său, Taghreed Al-Turki, descriu acum în lucrarea lor o asemănare izbitoare a acestui ARN cu ARN-ul generat de telomerii umani şi au emis ipoteza că acelaşi mecanism nou ar putea fi în joc.
Ei au efectuat experimente - descrise în lucrarea apărută în PNAS - pentru a arăta cum ADN-ul telomerilor poate instrui celula să producă proteine de semnalizare pe care le-au numit VR (valină-arginină) şi GL (glicină-leucină).
Proteinele de semnalizare sunt, în esenţă, substanţe chimice capabile să declanşeze reacţia în lanţ a altor proteine din interiorul celulelor, care conduc apoi la o funcţie biologică importantă pentru sănătate sau boală.
Al-Turki şi prof. Griffith au sintetizat chimic VR şi GL pentru a le examina proprietăţile cu ajutorul unor microscoape electronice şi confocale puternice, împreună cu metode biologice de ultimă generaţie, şi au descoperit că proteina VR este prezentă în cantităţi ridicate în unele celule canceroase umane, precum şi în celule de la pacienţi care suferă de boli rezultate în urma deteriorării telomerilor.
„Credem că este posibil ca, pe măsură ce îmbătrânim, cantitatea de VR şi GL din sângele nostru să crească în mod constant, oferind potenţial un nou biomarker pentru vârsta biologică, în contrast cu vârsta cronologică”, a declarat Al-Turki, cercetător postdoctoral în laboratorul profesorului Griffith.
De asemenea, cei doi cercetători crede că inflamaţia poate declanşa producţia acestor proteine.
Descoperirea faptului că telomerii codifică două noi proteine de semnalizare va schimba modul în care înţelegem cancerul, îmbătrânirea şi modul în care celulele comunică cu alte celule, spune profesorul Griffith.
Cercetătorii mai au de răspuns la multe întrebări dar au anunţat că în prezent prioritatea lor este să dezvolte un test de sânge simplu pentru identificarea acestor două proteine, care, potrivit acestora ar putea furniza informaţii cu privire la vârsta umană biologică şi, de asemenea, ar putea oferi avertismente cu privire la diverse afecţiuni, precum cancerul sau inflamaţia.
(Foto: Proteina VR, (sfere verzi), nou descoperită, se acumulează în nuclee (ovale albastre) în celulele umane de osteosarcom canceros, colorate în roşu.
Credit: Laboratorul Griffith, UNC Lineberger)
