UCLA biochimici hanno determinato la struttura tridimensionale di un dominio principale della telomerasi, l'enzima che aiuta a mantenere i telomeri - piccoli pezzi di DNA alle estremità dei cromosomi che agiscono come cappucci di protezione - consente di DNA finisce per essere copiati completamente quando le cellule vengono replicate.
Questo è il primo pezzo importante della telomerasi per la quale è conosciuta la struttura. Telomerasi gioca un ruolo chiave nella maggior parte dei tumori, e in ultima analisi, questo lavoro può portare a obiettivi di intervento della droga, gli scienziati hanno detto. La scoperta è la storia di copertina nel numero del 4 marzo della rivista Cell Molecolare.
"La conoscenza della struttura dovrebbe fornire indicazioni su come telomerasi funziona", ha detto Juli Feigon, professore di chimica e biochimica presso la UCLA, che ha guidato il gruppo di ricerca. "Conoscere la struttura inoltre consente il perseguimento di razionale, struttura a base di drug design, ed è un primo passo fondamentale. La struttura offre un potenziale bersaglio per l'intervento di droga".
Feigon sottolineato che il suo laboratorio svolge attività di ricerca di base, e non è coinvolta nel trattamento del cancro.
Ogni volta che una cellula si divide, i telomeri, che si comportano come le punte di plastica sulle estremità dei lacci delle scarpe, si accorciano. Nel processo di invecchiamento naturale, i telomeri finalmente ottenere così breve che le cellule non possono più dividersi, e muoiono. Mentre la telomerasi è spento nella maggior parte dei tipi di cellule sane del nostro corpo, è attivo nella maggior parte delle cellule tumorali, Feigon detto.
Poiché le cellule tumorali si dividono rapidamente, i loro telomeri si accorciano dovrebbe più rapidamente rispetto alle cellule normali. Tuttavia, poiché le cellule tumorali hanno alti livelli di attività telomerasica, che ricostruisce i telomeri, le cellule tumorali in grado di mantenere la lunghezza dei loro telomeri a tempo indeterminato. Anche se non è noto se l'attivazione della telomerasi è solo un marker per le cellule tumorali o coinvolti nel causare esso, la telomerasi è un obiettivo interessante per lo sviluppo di farmaci anti-cancro dalle aziende farmaceutiche.
La ricerca, che è stato finanziato dal governo federale dalla National Science Foundation e il National Institutes of Health, potrebbe avere applicazioni per molti tipi di tumori.
Il dominio della telomerasi la cui struttura i biochimici hanno determinato è essenziale per la telomerasi aggiungere nucleotidi a telomeri. La telomerasi è composta sia RNA e proteine. L'intero dominio è costituito da RNA di 451 nucleotidi, rappresentati con le lettere A, C, G e U. Feigon e co-autori UCLA post-dottorato studioso Carla Theimer e lo studente laureato Craig Blois risolto la struttura di un pezzo essenziale di questo RNA.
La telomerasi è stato estremamente difficile per caratterizzare strutturalmente causa delle sue dimensioni e complessità, e il suo basso livello nelle cellule normali.
"Questa è una struttura unica di RNA, con caratteristiche distintive di ripiegamento dell'RNA", ha detto Feigon, che ha determinato la struttura con Theimer e Blois con risonanza magnetica nucleare (NMR).
Mutazioni nel RNA sono associate con le malattie ereditarie anemia aplastica e discheratosi congenita, che spesso si manifestano da una progressiva insufficienza del midollo osseo.
"Quando si guarda la sequenza su carta, non sembra alcune di queste mutazioni sarebbero molto effetto sulla complessiva struttura tridimensionale", ha detto Feigon. "Tuttavia, si scopre, per esempio, che cambiare una sola 'C' nucleotide ad una 'U' nucleotide ha un effetto drammatico sulla stabilità del tridimensionale piega del RNA, che è essenziale per la funzione dell'enzima , e causa anemia aplastica in pazienti che hanno questa mutazione.