В МФТИ выяснили, как удлиняющий хромосомы белок участвует в ответе на окислительный стресс
Теломераза — это фермент, который удлиняет концы хромосомы, позволяя клеткам обходить лимит на количество делений. Однако субъединицы теломеразы выполняют и другие специфические функции вне ядра клетки. Ученые из МФТИ с коллегами из ИБК РАН и ИБФМ РАН (Пущино) описали поведение одного из компонентов полимеразы — TERT — при окислительном стрессе. Оказалось, что этот белок транспортируется в митохондрии не из ядра, а синтезируется клеткой de novo.
Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports. Митохондрии — органеллы (буквально «маленькие органы»), которые неутомимо работают в клетках человека, чтобы обеспечить дыхание и энергию для всех процессов метаболизма. За это их прозвали «клеточными электростанциями».
Работа митохондрий — это своего рода опасное производство, ведь они используют кислород и генерируют его активные формы (АФК). Такие частицы беспорядочно взаимодействуют с другими, повреждая разные компоненты клетки: портят мембраны, белковые молекулы и вызывают мутации. Результатом могут стать различные болезни и ускоренное старение.
В норме образование АФК сбалансировано работой антиоксидантных систем, которые их нейтрализуют. Однако равновесие может нарушиться, и тогда развивается окислительный стресс. Ему противостоят разные защитные механизмы: небольшие молекулы-антиоксиданты (например, витамины C и E) и специальные ферменты. В ответе на такой стресс участвует и TERT (по-английски Telomerase Reverse Transcriptase, то есть обратная транскриптаза теломеразы), — компонент комплекса теломеразы.
Главная его задача — защита кончиков хромосом (теломер) от «растрачивания» при делении клетки. Однако его субъединицы могут работать и по отдельности, вне ядра. Например, TERC (представляет из себя РНК) защищает T-лимфоциты от программируемой клеточной гибели, нейроны — от повреждения АФК, а также участвует в воспалении. Новая публикация посвящена белку TERT — каталитической субъединице теломеразы — которая, помимо удлинения хромосом, нужна для регуляции экспрессии генов, копирования РНК и имеет особое значение для митохондрий.
Биофизики использовали «бессмертные» клетки линии HeLa, которые исходно получили из опухоли матки и культивируют в лабораториях с середины XX века. Чтобы вызвать у клеток окислительный стресс, ученые добавили в среду культивирования перекись водорода H2O2 до высокой концентрации (500 ммоль). Ранее было показано, что при избытке АФК растет содержание TERT в митохондриях. Однако было непонятно, за счет какого механизма это происходит: транспорта белка в эти органеллы из ядра или его синтеза «на месте» в самих митохондриях.
Чтобы решить вопрос, авторы использовали технологию SNAP-tag: добавление к целевой молекуле небольшого белка-«переходника», к которому, в свою очередь, можно присоединять различные метки. В данном случае это флуоресцентные красители, которые помогли отследить локализацию TERT внутри клетки. Получившие огромную популярность флуоресцентные белки вроде GFP не подходят для исследования уже созревших белков — их структура не позволяет проникнуть внутрь этих органелл.
«Переносимые в митохондрии белки должны пройти через узкие мембранные поры шириной всего 20 ангстрем. Это может происходить либо путем “разворачивания” белка с помощью особых белков-помощников (шаперонов) и последующего повторного сворачивания (фолдинга) уже внутри. Или же за счет котрансляционного импорта, при котором белок синтезируется рибосомой, “сидящей” непосредственно на поре митохондриальной мембраны. Мы исследовали именно импорт (целенаправленный перенос) белка TERT. Необходимо было выяснить, как молекула попадает в митохондрии при воздействии окислительного стресса. В будущем это поможет понять, как клетка отвечает на такой стресс и какую роль в этом ответе играет TERT», — рассказал первый автор статьи Дмитрий Буркатовский из Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.
Ученые провели серию экспериментов, используя два подхода. Вначале они однократно окрашивали TERT в клетках перед добавлением перекиси водорода. Затем использовали окрашивание разными красителями — как перед окислительным стрессом, так и после него — что позволило отследить локализацию TERT и его возможное перемещение. Обнаружить транспорт белка из ядра в митохондрии не удалось. Выходит, зрелый TERT, скорее, образуется внутри самих органелл, однако точный механизм предстоит выяснить.
(опубликовано при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий» № 075-15-2024-571)
Telegram 
Дзен 
VK Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Переход к оседлой жизни и выращиванию кукурузы на юге Анд оказался историей затяжного кризиса. Международная группа ученых выяснила, как местные сообщества и группы мигрантов сообща пытались пережить последствия этой трансформации.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно