Biologové odhalili část mechanismu stárnutí buněk

Práci vědců z Lékařské fakulty MU a FNUSA-ICRC zveřejnil časopis Nature.

Lidské tělo se skládá z buněk, které však nejsou zdaleka tak jednoduché, jak si většina lidí pamatuje z hodin biologie. Mechanismy, které umožňují fungování a především vznik nových buněk v procesu dělení, jsou natolik složité, že stále nejsou dokonale popsané.

Biologové z Lékařské fakulty Masarykovy univerzity a Mezinárodního centra klinického výzkumu Fakultní nemocnice u sv. Anny v Brně (FNUSA-ICRC) spolu s kolegy ze švýcarského institutu ETH Curych odhalili důležitou část procesu dělení buněk, jejíž popis může pomoci k pochopení vzniku nádorových buněk, ale i buněčného stárnutí. V článku zveřejněném v prestižním vědeckém časopisu Nature popsali mechanismus, který umožňuje stabilizaci či prodlužování konců chromozomů, takzvaných telomer.

Genetická informace organismu, tedy jeho DNA, v sobě uchovává veškeré informace potřebné pro fungování každé buňky a je v ní uložená v podobě chromozomů. Ty se při každém buněčném dělení takzvaně replikují, vzniká tedy jejich kopie, která se přenáší do dceřiné buňky. Při každém dělení se však zkrátí část specifické struktury, která každý chromozom uzavírá a nazývá se telomera. Její délka tak vlastně může být známkou stárnutí organismu. „Výjimkou jsou nádorové buňky, které umí telomery prodloužit a díky tomu se mohou neustále dělit a tak se stát nesmrtelné,“ říká jeden z autorů studie, biolog Lumír Krejčí.

Vědci se ve studii popsané v Nature zaměřili na strukturu označovanou jako TERRA a její úlohu v buňce. „TERRA, neboli telomerická RNA, je dlouhý řetězec ribonukleové kyseliny, který vzniká při přepisu genetické informace telomery. Dlouho nebylo jasné, jaký je její účel,“ uvedl Krejčí. Kolegové z ETH Curych zjistili, že tato struktura je schopná se vázat především na zkrácené telomery, vytvářet tzv. R-smyčky. Odborníci z MU a FNUSA-ICRC se zase zaměřili na výzkum toho, jaké faktory se podílejí na tom, že se TERRA váže na konce chromozomů.

Při výzkumu zjistili, že jsou to stejné faktory, které se podílejí na procesu nazývaném homologní rekombinace, který využívá nepoškozené vlákno DNA, podle kterého opravuje poškozený úsek. „Odhalili jsme, že bílkovina s označením RAD51 je potřebná k tomu, aby se TERRA na konce chromozomů navázala. RAD51, jehož nesprávné fungování je často spojováno se vznikem nádorových onemocnění, může tímto způsobem ovlivňovat mechanismus prodlužování telomer,“ uvedl Krejčí.

Vědci chtějí dál zkoumat, k čemu buňka tyto TERRA-smyčky využívá a jak je tento mechanismus kontrolován. „To může být klíčové i k překonání problémů při dělení buňky, kdy replikací telomer často dochází k jejímu zastavení. Není překvapivé, že i tento proces je považován za jeden ze zásadních při vzniku nádorů,“ nabízí možné směřování výzkumu biolog.