Nowe badania prowadzone na muszkach owocówkach pokazują, że utracenie tylko jednego telomeru może prowadzić do wielu nieprawidłowości w chromosomie komórkowym. Przez naukowców z University of Utah uważają, że utrata tylko jednego telomeru może być początkowym wydarzeniem, które powoduje, że normalna komórka zmienia się w komórę rakową. Muszki owocówki mają 4 pary chromosomów, człowiek – 23. Każdy chromosom ma 2 końce, zwane telomerami, które często są porównywane do plastykowych końcówek sznurowadeł. Kiedy te końcówki zgubią się lub zepsują – sznurowadła strzępią się. Na dowód tego wcześniej prowadzone badania pokazały, że starzenie się komórki lub zmiana komórki normalnej w rakową często powiązane są z utratą bądź skracaniem telomerów.

USZKODZONE KOMÓRKI ZWYKLE ZABIJAJĄ SIĘ ABY UNIKNĄĆ STANIA SIĘ KOMÓRKAMI RAKOWYMI

Aby chronić organizm przed rakiem, większość komórek ze zniszczonymi lub brakującymi telomerami ulega apoptozie, zwanej także samobójstwem komórki. Naukowcy odkryli w jaki sposób komórki muszek owocówek z brakującym telomerem unikają apoptozy, a w zamian kontynuują podziały i z normalnych komórek powstają komórki rakowe. Normalnie gdy chromosom jest zniszczony to komórka, która zawiera ten chromosom uruchamia gen p53, który pomaga w apoptozie. Kiedy gen p53 ulega mutacji, nie spełnia tej istotnej funkcji. Dlatego zmutowany gen p53 jest sprawcą raka i znaleziono go w większości raków ludzkich. Naukowcy odkryli, że niezmutowany p53 oraz Chk1 i Chk2 są niezbędne do apoptozy komórek z brakującym telomerem u muszki owocówki. Również odkryli, że niezmutowane komórki z brakującym telomerem czasami unikają apoptozy i dalej ulegają podziałom. Następnie ich potomstwo gromadzi defekty (między innymi te dotyczące nieprawidłowej liczby chromosomów). Te defekty sa znacznikiem komórek rakowych.

Jednym możliwym powodem tego, że komórka unika apoptozy nawet po utracie telomeru albo innym uszkodzeniu jest to, że chromosomy w komórkach potomnych odzyskują telomery. Wszystkie komórki rakowe potrafią dodać telomery, które pozwalają im na przezycie i nieskończone podziały. Własnie w manipulacjach procesem dodwania telomerów naukowcy doszukują się sposobów na walkę z rakiem.

Telomery to krótkie, wielokrotnie powtarzające się sekwencje DNA. Zabezpieczaja one chromosom przed uszkodzeniami na jakie może byc narażony podczas podziałów. Za każdym razem, gdy komórki dzielą się, telomery ulegaja skróceniu do czasu, gdy w rzadkich przypadkach końce chromosomów nie sa juz dłużej chronione przez telomery. Badania naukowców z Utah pokazują, że u muszek owocówek utrata telomerów może byc przyczyną rakopodobnych zmian w komórkach.

KIEDY APOPTOZA KOMORKI JEST ZABLOKOWANA, ZACZYNA SIĘ PROCES NOWOTWORZENIA

Muszki owocówki są używane jako obiekty modelowe w badaniach dotyczących chromosomów, ponieważ posiadają one 60% wspólnych genów z człowiekiem. Decyduje o tym również podobieństwo we wzroście i podziałach komórek.

Aby zainicjować utratę telomerów u muszek owocówek, naukowcy wstawili do nich gen z drożdży piekarniczych. Gen ten produkuje enzym, który tnie i łączy DNA. W efekcie w komórkach muszki owocówki brakuje w każdym chromosomie jednego telomeru. Następnie prowadzono obserwacje – większość komórek umarła, a te które przeżyły gromadzą nieprawidłowe chromosomy, co jest charakterystyczne dla komórek rakowych. Później powtórzono doświadczenie przy użyciu muszek owocówek ze zmutowanymi genami p53, Chk1 lub Ch2. W przypadku niezmutowanych muszek owocówek tylko 10-20% komórek z brakującym telomerem przeżywa, reszta ulega apoptozie. W przypadku muszek ze zmutowanymi genami apoptozy przeżyło do 75% komórek.

Naukowcy odkryli również, że jeżeli komórki unikną apoptozy z powodu p53, Ch1 lub Ch2 jest jeszcze inny sposób sposób na samounicestwienie się komórek i zapobierzenie nowotworzeniu. Wystepuje wtedy, gdy uszkodzone komóreki ulegaja podziałom i ich komórki potomne mają nieprawidłową liczbe chromosomów. Brak równowagi genetycznej jest powodem apoptozy. Między innymi utrata telomerów jest przyczyną braku równowagi genetycznej. Niektóre komórki rakowe mogą ominąć te różne procesy prowadzące do apoptozy i dzielić się dalej, gromadzić coraz więcej nieprawodłowości chromosomowych. U człowieka takie komórki najprawdopodobniej rozwiną się w komórki rakowe.


University of Utah (2008, October 2). When Cells Go Bad: Cells That Avoid Suicide May Become Cancerous