Учёные из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета обнаружили ранее неизвестную функцию белка TRF2. Он помогает сохранять особое состояние стволовых клеток мышц, благодаря которому они способны восстанавливать повреждённые ткани на протяжении всей жизни. Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances, о них сообщает ScienceDaily.
До сих пор TRF2 в основном связывали с защитой теломер — структур на концах хромосом, которые предотвращают повреждение генетического материала. Оказалось, что белок также регулирует работу участков ДНК, отвечающих за сохранение мышечной природы стволовых клеток. В обычных условиях такие клетки находятся в состоянии покоя, но после травмы активируются, размножаются и участвуют в восстановлении мышечной ткани.
Исследования на мышах показали, что при удалении TRF2 клетки не погибают сразу, как это бывает в некоторых других тканях. Вместо этого они утрачивают молекулярные признаки стволовых клеток мышц и перестают выполнять восстановительную функцию. После повреждения мышцы у животных начали заполняться жировой тканью и рубцами, а запас функциональных стволовых клеток постепенно сокращался.
Отдельно исследователи изучили действие белка при мышечной дистрофии Дюшенна — наследственном заболевании, которое вызывает постепенную слабость и разрушение мышц. В модельном эксперименте устранение TRF2 заметно ускорило дегенерацию тканей и сократило продолжительность жизни животных. Авторы считают, что полученные данные указывают на возможный механизм для будущих подходов к сохранению способности мышц к восстановлению, однако новым лечением эти результаты пока не являются.
Учёные установили, что TRF2 связывается не только с теломерами, но и с регуляторными участками генома. Многие из них содержат особые структуры ДНК — G-квадруплексы, которые образуются в областях, богатых гуанином, и могут влиять на активность генов. Взаимодействуя с такими структурами, TRF2 поддерживает генетическую программу, необходимую для работы мышечных стволовых клеток.
Открытие может помочь разобраться и в различиях между восстановлением мышц и развитием онкологических заболеваний. Скелетные мышцы хорошо регенерируют после травм, однако опухоли, возникающие непосредственно в этой ткани, встречаются сравнительно редко. Исследователи рассчитывают выяснить, как TRF2 поддерживает восстановление мышц и одновременно препятствует неконтролируемому росту клеток, а также изучить возможность применения этого механизма при мышечной дистрофии.