Повреждение генетического материала может привести к мутациям, которые заставляют клетки бесконтрольно делиться. Это приводит к раку.
Когда клетки готовятся к делению, их ДНК плотно обвивается вокруг белков, образуя хромосомы. Последние поддерживают генетический материал. На концах этих хромосом находятся повторяющиеся участки ДНК — теломеры. Они образуют защитный колпачок, предотвращающий повреждение генетического материала.
Однако теломеры укорачиваются каждый раз, когда клетка делится. Это означает, что по мере того, как с возрастом клетки размножаются все больше и больше, теломеры становятся все короче и с большей вероятностью теряют способность защищать ДНК.
Тем не менее клетки избегают превращения в раковые, когда их теломеры становятся слишком короткими. Они превращаются в клетки-зомби — это состояние, которое останавливает деление клеток в процессе старения.
Соответственно, если такие клетки не умирают, то они накапливаются в организме. Исследователи говорят, что они могут быть полезны для здоровья, так как способствуют старению близлежащих клеток, подверженных риску развития рака. Также они привлекают иммунные клетки для уничтожения раковых.
С другой стороны, клетки-зомби могут способствовать развитию болезни, они нарушают процесс восстановления тканей и иммунную функцию, а также выделяют химические вещества, способствующие воспалению и росту опухоли.
Авторы хотели выяснить, может ли прямое повреждения теломер вызвать старение и превращение в клетки-зомби. Они прикрепили белок к теломерам человеческих клеток, выращенных в лаборатории. Затем добавили к белку краситель, который делает его чувствительным к свету.
Если облучить клетки дальним красным светом, то это заставляет белок вырабатывать свободные радикалы кислорода — это высокореактивные молекулы, которые могут повредить ДНК. Этот процесс происходит прямо в теломерах, остальная часть клетки остается не поврежденной.
Авторы обнаружили, что прямого повреждения теломер было достаточно, чтобы превратить клетки в зомби, даже если защитные колпачки не были укорочены. Вероятно, это произошло из-за нарушения репликации ДНК в теломерах. Это делает хромосомы еще более восприимчивыми к повреждениям или мутациям.
