Теневой геном: ученые нашли потенциальный ключ к лечению рака, аутоиммунных расстройств и старения

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, международная группа исследователей представила беспрецедентные сведения о структуре и влиянии LINE-1, генетического элемента, играющего важнейшую роль в развитии различных заболеваний, включая рак, аутоиммунные расстройства, нейродегенерацию и старение. Это открытие открывает новые возможности для разработки потенциальных методов лечения этих опасных заболеваний.

LINE-1, который часто называют "древним генетическим паразитом", содержится примерно в 100 потенциально активных копиях у каждого человека. Его активность тесно связана с развитием заболеваний. В отличие от ДНК, которая представляет собой линейный процесс создания РНК, а затем белков, ретротранспозоны, подобные LINE-1, работают в обратном направлении. Они создают ДНК из РНК, а затем вставляют ее обратно в геном с помощью фермента, называемого обратной транскриптазой LINE-1 (LINE-1 RT).

Профессор Маттиас Гетте, вирусолог из Университета Альберты и один из соавторов исследования, объясняет: "Ретротранспозоны часто называют "прыгающими генами", которые вставляют себя в наши хромосомы с помощью механизма копирования и вставки. В данной работе мы обнаружили основные этапы этого процесса, что впоследствии может привести нас к способам ингибирования фермента и, в конечном счете, к лечению этих заболеваний".

Исследовательская группа, в которую вошли ученые из институтов США и Европы, а также биотехнологические партнеры, поставила перед собой задачу раскрыть внутреннее устройство LINE-1. Им удалось получить изображения высокого разрешения и детали структуры этого генетического элемента. Лаборатория Гетте сыграла важную роль в предоставлении биохимических данных для исследования. Они экспрессировали и очистили LINE-1 RT в лаборатории и провели эксперименты, чтобы понять, как он синтезирует новую ДНК из РНК и вставляет ее обратно в геном.

Полученные результаты не только проливают свет на молекулярную машину, ответственную за написание почти половины человеческого генома, но и имеют значение для эволюционных исследований и понимания человеческих болезней. "Понимание структуры и функции LINE-1 важно как для эволюции, так и, все чаще, для заболеваний человека", - сообщают исследователи.

Опыт Гетте в области полимераз и механизмов репликации вирусов, таких как ВИЧ и HCV, оказался неоценимым при выявлении сходств и различий между LINE-1 RT и HIV-1 RT. Эти знания облегчат разработку лекарств, нацеленных именно на фермент LINE-1.

Совместные усилия структурных биологов мирового уровня и исследователей из разных областей проложили путь к потенциальным прорывам в лечении рака, аутоиммунных заболеваний, нейродегенерации и старения. Гетте подчеркивает важность прочной научной основы для разработки эффективных методов лечения этих заболеваний.

Ученые продолжают исследовать тайны LINE-1, и есть надежда, что эти новые знания приведут к созданию инновационных методов лечения, которые смогут изменить жизнь миллионов людей, страдающих от этих изнурительных заболеваний.