Новости онкологии

8 октября 2021

По мнению ученых, защиту организма от рака могут обеспечивать прыгающие гены

Некоторые животные отличаются высокой продолжительностью жизни. Они живут гораздо больше, чем даже их ближайшие родственники. Примером таких долгожителей в животном мире являются слепыши. Это небольшие грызуны, которые обитают под землей в норах. Продолжительность их жизни достигает двадцати лет. Как известно, другие грызуны, даже обладающие таким же размером, живут значительно меньше. Но с чем связан такой феномен?

Как заметили ученые, эти маленькие животные никогда не болеют онкологией. Однако злокачественные клетки у них возникают так же, как и у любых других животных. Но, как только они появляются, их тут же уничтожает иммунная система, а точнее – сигнальный белок бета-интерферон, или IFN-β, в результате чего не успевает вырасти опухоль.

Ученые длительное время ломали голову над тем, какой механизм отвечает за активацию интерферонового сигнала в клетках, начинающих мутировать в злокачественные. Ответ на этот вопрос дали ученые из Рочестерского университета. Как показало исследование, противораковую защиту у слепышей включают особые последовательности в ДНК, именуемые ретротранспозонами.

Что такое ретротранспозоны и как с ними борются клетки

Ретротранспозоны еще называют мобильными генетическими элементами. Они способны сами себя копировать из одного участка ДНК в другое. Отсюда возникло еще одно их название – прыгающие гены. Внедряясь в ДНК, они вызывают различные мутации в клетках. К слову, по мнению ученых, именно благодаря им люди и человекоподобные обезьяны лишились хвоста.

У разных прыгающих генов механизм «прыжков» в ДНК разный. Ретротранспозоны обладают способностью самокопирования при помощи промежуточной копии в виде молекулы РНК. Но не будем вдаваться в подробности этого процесса. Главное, что прыгающие гены, внедряясь в тот или иной участок ДНК в клетке, могут сильно повлиять на работу какого-либо гена – заставить работать его более активно или, наоборот, вовсе выключить. Поэтому для клеток ретротранспозоны представляют определенную опасность.

Чтобы защитить себя, клетки используют механизм подавления этих прыгающих генов, суть которого заключается в покрытии ДНК транспозонов метильными метками, которые регулируют активность генов. Другими словами, включается эпигенетическая регуляция, которая «усыпляет» ретротранспозоны. Они становятся неактивными и больше не мешают клеткам нормально работать и делиться.

В молодой клетке эпигенетическая регуляция работает хорошо, но с возрастом она начинает давать сбой. Некоторые ученые даже предполагают, что это является одной из причин возникновения злокачественных клеток у пожилых людей. На их онкогенах перестают работать эпигенические метки, которые блокируют их работу. То же самое со временем случается и с ретротранспозонами – они «просыпаются».

Защита от рака ретротранспозонами – как она работает

Теперь вернемся к нашим слепышам. Ученые Рочестерского университета обнаружили, что в их клетках, которые начинают ускоренно делиться, снижается активность ДНК-метилтрансферазы, то есть одного из ферментов, которые блокируют активность ретротранспозонов. Результаты исследований опубликованы в журнале Nature Immunology.

Следует отметить, что поведение ретротраспозонов напоминает поведение ретровирусов, таких как ВИЧ. Именно поэтому препараты, которые назначают против ретровирусов, уничтожают и ретротраспозоны. Чтобы проверить, как поведут себя клетки без ретротраспозонов, они стали давать грызунам препараты против ретровирусов. Ожидаемо прыгающие гены стали гибнуть, а клетки при этом продолжили беспрепятственно делиться. Стало очевидным, что ретротраспозоны не дают злокачественным клеткам делиться. Отсюда возник другой вопрос, каким образом они действуют?

Тогда ученые провели еще один эксперимент – отключили у слепышей сигнальный путь, который связан с бета-интерфероном. В результате у грызунов стали появляться злокачественные опухоли, несмотря на активность ретротраспозонов. Бета-интерфероны являются частью системы врожденного иммунитета. Скорее всего, они распознают активность мобильных генов как атаку вирусов, в результате чего зараженные клетки уничтожаются.

Ученые предполагают, что такой же механизм можно запустить в клетках человека. Для этого надо просто подавить работу ДНК-метилтрансферазы или искусственно активировать ретротраспозоны. В результате иммунная система начнет уничтожать злокачественные клетки.

Источник: hi-news.ru