A méret számít: a legrövidebb telomerek sejtpusztítást okoznak

A méret számít: a legrövidebb telomerek sejtpusztítást okoznak
A méret számít: a legrövidebb telomerek sejtpusztítást okoznak
Anonim

Génmanipulált egerek segítségével a Johns Hopkins Egyetem Orvostudományi Karának tudósai azt találták, hogy a telomerek, a kromoszómák ismétlődő végei funkciójának elvesztésével kapcsolatos események a sejt legrövidebb telomerjének hosszától függenek, nem pedig az általánosan mért átlagos hosszúság.

Telomer funkció nélkül a sejt kromoszómái átrendeződnek, összekeverhetik genetikai információikat, leállíthatják a sejtosztódást, és végül a sejt halálához vezethetnek. A telomerfunkció részleteinek és a sejthalállal való kapcsolatának megértése végül célpontokat jelenthet a rák kezelésében, mondja Carol Greider, Ph.D.

"Az átlagos telomerhossz helyett ez a legrövidebb telomerhossz, amely a legnagyobb különbséget jelenti egy sejthez képest" - magyarázza Greider, az iskola Orvosbiológiai Alaptudományok Intézetének Molekuláris Biológiai és Genetikai Tanszékének professzora.. "Ez alapvető változás abban, ahogyan a legtöbb tudós gondolkodik a telomerhosszról."

Felfedezésükre építve a kutatók azt találták, hogy a telomeráz, a telomereket újjáépítő enzim bekapcsolása a legrövidebb telomereket éppen annyira meghosszabbítja, hogy helyreállítsa a funkciót, anélkül, hogy jelentősen megnőne az átlagos hossz. A National Institutes of He alth által finanszírozott tanulmányról szóló jelentés a Cell folyóirat október 5-i számában jelenik meg.

A telomerek lezárják a kromoszómavégeket, megvédve a kromoszóma belső, géntartalmú részeit a véletlen elvesztéstől. A legtöbb normál sejtben a telomerek minden egyes sejtosztódáskor lerövidülnek, ami végül megakadályozza a sejtosztódást.A rákos sejtek azonban szinte korlátlanul osztódhatnak, mivel a telomeráz be van kapcsolva. A spermiumot és petesejtet létrehozó sejtek telomerázt is tartalmaznak, hogy fenntartsák a genom integritását a következő generációkban.

A legtöbb tanulmány a telomerek integritásának általános mértékére – a sejtcsoportok telomereinek átlagos hosszának csökkenésére – támaszkodott, mint a telomerek diszfunkciójának előfutára. De Greider laboratóriumának két tanulmánya most azt mutatja, hogy a sejtnek adott jel egy kritikusan rövid telomer. Greider azt mondja: "A telomerek rákban betöltött szerepének teljes megértéséhez azt akartuk tudni, hogy pontosan mi jelzi a sejt letartóztatását vagy halálát."

Egy korábbi, élesztővel végzett tanulmányban Jennifer Hackett és David Feldser végzős hallgatók bebizonyították, hogy a telomer funkció elvesztése közvetlenül okozza a szervezet genomjának instabillá válását, ami genetikai és kromoszómális változásokat halmoz fel. A telomeráz bekapcsolása megakadályozta ezt az instabilitást – számoltak be a Cell augusztus 10-i számában.

A legújabb tanulmányban Michael Hemann vezető szerző és mások Greider laboratóriumában megvizsgálták az egyedek telomerhosszát genetikailag módosított egereken, hogy megmutassák, pontosan mi váltja ki az instabilitást, és hogyan akadályozza meg a telomeráz.

A funkcionális telomeráz nélküli, úgynevezett "telomeráz nulla" egerekben minden generációnak rövidebb az átlagos telomerhossza, és nagyjából a hatodik generációra néhány kromoszómavég rendkívül rövid telomerekkel rendelkezik, mondja Hemann. Az, hogy mely kromoszómák rendelkeznek a legrövidebb telomerekkel, csak az eredeti szülő egerek telomerhosszától függ, teszi hozzá Greider.

Annak meghatározására, hogy az átlagos hosszúság vagy az extrém rövid hossz volt-e a kulcsfontosságú kiváltó tényező, a tudósok a nulla egereket (rövid telomerekkel) olyan egerekhez tenyésztették, amelyeknek minden sejtjében egy telomeráz gén be van kapcsolva (hosszú telomereket adva nekik).

Ez a tenyésztés kétféle hibrid egeret hoz létre, amelyek átlagos telomerhossza a szülők telomerhossza közé esik.Mindkét típusú utódok félig rövid telomereket és félig hosszú telomereket örökölnek, mivel minden kromoszómából egy-egy példányt örökölnek minden szülőtől. Az egerek utódainak egynegyede azonban örököl egy működő gént is, amely a telomeráz működéséhez szükséges a telomerek újjáépítéséhez.

A telomerázt nem tartalmazó hibrid utódok sejtjeinek alapos vizsgálata azt mutatta, hogy a kromoszóma-átrendeződések akkor kezdődtek, amikor egy vagy két kromoszóma telomerje teljesen eltűnt. A sejtosztódás során a legrövidebb telomer kromoszóma gyakran fuzionált a saját másolatával vagy egy második kromoszómával, rövid telomerekkel.

"Bizonyítékaink arra utalnak, hogy amint egy telomer nagyon rövid lesz, a sejt DNS-törésként ismeri fel" - magyarázza Greider. "A törött DNS általában jelzi a normál sejteknek, hogy letartóztassanak vagy elpusztuljanak a kromoszóma-átrendeződés és a rák elleni védelem érdekében."

A kromoszómaváltozások mellett a tudósok a sejthalál mértékét is megvizsgálták, különösen a herékben.Annak ellenére, hogy a szüleik között átlagos telomerhosszuk van, a telomeráz-nulla utód sejthalál egyértelműen megfelel a rövid telomerek szülőjének.

"Ezek az egerek a rövid telomer szülőjével egyenértékű sejthalált mutattak, nem pedig az átlagos telomerhosszúság jeleként várt szinttel" - mondja Greider. "Azonban azt is láttuk, hogy a telomeráz képes volt megmenteni ezt a tulajdonságot az utódokban."

A telomerázt tartalmazó hibrid utód egerek a legrövidebb telomereket éppen annyira újjáépítették, hogy helyreállítsák a telomerek működését, ahelyett, hogy az összes telomert meghosszabbították volna, vagy drámaian meghosszabbították volna a rövidebbeket, mondja Hemann. Ezeknek az egereknek nem volt kromoszóma-átrendeződése vagy túlzott sejthaláluk, bár átlagos telomerhosszuk hasonló volt a telomeráz nélküli testvéreikéhez, mondja Hemann.

A tanulmány további szerzői Margaret Strong és Ling-Yang Hao, Hopkins.

Népszerű téma

Érdekes cikkek
Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket
Olvass tovább

Speciális patkók mérik a lovak gyorsulását, értékelik a rehabilitációs módszereket

A lovak leggyakrabban elszenvedett sérülései a lovasok által kifejtett nyomásból származnak, és annak ismerete, hogy a lovak mozgása milyen erőket fejt ki, rendkívül hasznos lehet az ilyen sérülések kezelésének mérlegelésekor. A Wageningeni Egyetem tudóscsoportja Johan van Leeuwen professzor vezetésével tanulmányokat végzett a különböző lovas technikák előnyeiről a sérülések kockázatának csökkentésében, valamint a lovak rehabilitációs módszerének előnyeiről.

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek
Olvass tovább

Zöld megoldás a bioüzemanyag-termelésre: Növényekből származó enzimek

Az alternatív tüzelőanyagok növényi anyagokból történő előállítására irányuló jelenlegi törekvések mellett olyan enzimekre van szükség, amelyek ezt az anyagot hasznosítható vegyületekké bontják le, ipari mennyiségben és alacsony költséggel. A Texas A&M Egyetem tudósainak egyik csoportja megoldást talált:

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek
Olvass tovább

Smithsonian Coral Biodiversity Survey of Panama Gyöngyszigetek

A Smithsonian Tropical Research Institute kutatói és munkatársaik átfogó felmérése a panamai Las Perlas-szigetcsoport korallok biológiai sokféleségéről világos védelmi ajánlásokat eredményezett egy új part menti kezelési tervhez. "A Las Perlas szigetcsoport természeti erőforrásainak védelmére vonatkozó stratégiák értékeléséhez alapvető információkat gyűjtöttünk össze a korallfajok elterjedésével kapcsolatban.

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint
Olvass tovább

Az amerikai korallzátonyok fele „rossz” vagy „tisztességes” állapotban van, NOAA jelentése szerint

Az Egyesült Államok joghatósága alá tartozó korallzátonyok állapotáról szóló új NOAA-elemzés szerint az Egyesült Államok korallzátonyok ökoszisztémáinak csaknem fele „rossz” vagy „megfelelő” állapotban van. A július 7-én kiadott jelentés, Az Egyesült Államok és a csendes-óceáni szabadon társult államok korallzátony-ökoszisztémáinak állapota:

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva
Olvass tovább

Fiatalkori delfin életveszélyes törmeléktől megszabadulva

A Délkeleti Regionális Tengeri Emlősök Stranding Hálózatának tagjai kedden sikeresen eltávolították a fekete gumiszíjat, amelyet egy fiatal palackorrú delfin feje köré tekert, elkerülve ezzel az életveszélyes sérülést. Összehangolt erőfeszítéssel a NOAA és a hálózat tagjai megtalálták a fiatal delfint a Wilmington folyóban, amely a tengerparton belüli vízi út része Savannah (Ga.

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint
Olvass tovább

A madarak éjszaka együtt vándorolnak szétszórt állományokban, egy új tanulmány szerint

Egy új elemzés szerint a madarak nem repülnek egyedül éjszakai vándorláskor. Egyes madarak legalább együtt maradnak vándorútjukon, és akkor is együtt repülnek, ha legalább 200 méteres távolságra vannak egymástól. Az Illinoisi Egyetem és az Illinois Natural History Survey kutatói által készített tanulmány júliusban jelenik meg az Integrative and Comparative Biology folyóiratban.

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták
Olvass tovább

Az egyszerű életforma 700 millió évvel korábban létezhetett, mint azt korábban gondolták

A földi élet kezdetének elfogadott időkeretét most megkérdőjelezi a Curtin Műszaki Egyetem vezette tudóscsoport, miután a nyugat-ausztráliai Jack Hillsből származó gyémántokban megtalálta a legkorábbi életformák kulcsfontosságú mutatóját. A Jack Hills-i cirkonkristályok belsejében rekedt 4,2 milliárd éves gyémántok a Föld szénének legrégebbi ismert mintái.

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat
Olvass tovább

A tudósok három dimenzióban integrálják az adatokat, hogy tanulmányozzák a fiatal halakra gyakorolt ​​éghajlati hatásokat

A felszínről nézve a New Jersey északi részének és a New York állambeli Long Island partjainál lévő két óceáni terület ugyanúgy néz ki. A NOAA tudósai szerint azonban a négy négyzetmérföldes foltok nem is különbözhetnek egymástól, mivel valós idejű víz alatti képeket és környezeti adatokat tekintenek meg, hogy megpróbálják kitalálni, mi él ott, és hogyan befolyásolja a klímaváltozás a tengeri élővilágot, különösen a nagyon fiatal halakat.

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat
Olvass tovább

A szén-dioxid megkötésére vonatkozó ösztönzők nem védik a fajokat

Az oregoni Willamette-medencében lévő vidéki földtulajdonosok fizetése a veszélyeztetett állatok védelméért nem feltétlenül jelenti azt, hogy az újonnan megőrzött fáik és növényeik több szenet fognak felszívni a légkörből, és fordítva – állapította meg egy új tanulmány.

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése
Olvass tovább

Kína programjai célja a környezet helyreállítása és az emberek megsegítése

A Proceedings of the National Academy of Sciences folyóiratban megjelent új kutatás szerint A világ két legnagyobb környezetvédelmi programja Kínában általában sikeres, bár a kulcsfontosságú reformok a világ többi részének modelljévé alakíthatják őket.