Основная задача фермента теломеразы – поддержка ДНК в теломерах, специфических структурах, расположенных на концах (плечах) хромосом. Если теломераза неактивна, клетки делятся, и при каждом делении теломеры становятся короче. Цикл повторяется раз за разом до полного истощения ресурсов, и теломеры в конечном итоге становятся настолько короткими, что клетки перестают делиться и умирают.
Клетки с аномально активной теломеразой могут непрерывно восстанавливать защитные хромосомные «капсулы», вследствие чего они приобретают своего рода бессмертие. Это не такаяя уж привлекательная перспектива, поскольку со временем ошибки, возникающие в ДНК такой клетки, накапливаются и повреждают сами клетки. К тому же теломераза особенно активна в злокачественных клетках, и это позволяет раку расти и распространяться на другие органы.
Сотрудники из исследовательской группы Feigon и специалисты из Института молекулярной биологии UCLA провели исследование с использованием микроорганизмов под названием Tetrahymena thermophila, которые обычно живут в пресноводных водоемах. Следует отметить, что Tetrahymena thermophila – организм, в котором были впервые обнаружены теломераза и теломеры, так что компоненты теломеразы Tetrahymena относительно хорошо изучены. В то же время структура и функции теломеразы сходны во всех организмах, включая людей.
Теломераза содержит специализированную обратную транскриптазу – класс белков, имеющих четыре основных региона и несколько субрегионов. В новом исследовании ученые обнаружили в обратной транскриптазе фермента большой ранее неизученный субрегион под названием «TRAP».
Выяснилось, что TRAP играет решающую роль в добавлении небольших фрагментов ДНК к концам хромосом, чтобы они не сокращались каждый раз при делении клетки. А многие мутации, которые ученые раньше приписывали другой области (TEN), фактически нарушают взаимодействие TEN с TRAP. Следовательно, если найти способ воздействовать на аномальную активность этого фермента, теоретически удастся остановить развитие рака.