Come i telomeri proteggono le cellule dalla senescenza

I ricercatori dell’Istituto di Biologia Molecolare (IMB) e Johannes Gutenberg University Mainz (JGU), hanno scoperto ulteriori segreti dei telomeri, i cappucci che proteggono le estremità dei nostri cromosomi.

Lo studio, che è stato recentemente pubblicato sulla rivista Cell, fornisce nuovi elementi sui processi cellulari che regolano la senescenza cellulare e la sopravvivenza nell’ invecchiamento e nel cancro.

I telomeri proteggono le estremità dei nostri cromosomi. Nel corso della vita di una cellula, i telomeri si accorciano gradualmente ad ogni divisione cellulare e quindi il cappuccio protettivo diventa sempre meno efficace. Se i telomeri diventano troppo corti è un segnale per la cellula che il suo materiale genetico è compromesso e la cellula blocca la sua divisione. Telomeri brevi e ridotta divisione cellulare, sono considerati una caratteristica dell’invecchiamento e probabilmente contribuiscono al processo di invecchiamento.

Tuttavia, l’accorciamento dei telomeri è anche un meccanismo di difesa contro il cancro perché le cellule estremamente proliferative possono dividersi solo quando i loro telomeri non si accorciano. Pertanto, l’accorciamento dei telomeri è una spada a doppio taglio e deve essere regolata con attenzione per trovare un equilibrio tra invecchiamento e la prevenzione del cancro. Quando un telomero viene accidentalmente danneggiato durante la vita di una cellula, deve essere riparato in modo che la cellula non diventi senescente troppo presto.

“Nella vita di una cellula è necessario trovare una sorta di equilibrio tra la prevenzione del cancro e l’invecchiamento. I telomeri sono il nesso tra i due processi e capire come vengono gestiti è molto importante”, ha detto Brian Luke, Prof. presso JGU Institute for Developmental Biology and Neurobiology e Direttore aggiunto presso l’ IMB.

Luke ed il suo laboratorio erano interessati a capire come la cellula riconosce questi telomeri accorciati e danneggiati. Inoltre, i ricercatori hanno voluto determinare quali fattori sono importanti per promuovere la riparazione dei telomeri corti. Queste informazioni potrebbero aiutare a capire il motivo per cui le cellule diventano precocemente senescenti o continuano a crescere.

Nel recente documento, Luke ed il suo team hanno dimostrato che una delle chiavi di lettura di questo problema è una specie di RNA chiamato TERRA che si accumula specificamente nelle estremità criticamente corte dei telomeri legandosi direttamente al DNA e segnalando alla cellula che questi telomeri devono essere riparati, permettendo così ad essa, di portare avanti la divisione.

L’ articolo è in realtà il risultato di due diversi progetti di ricerca sui telomeri, condotti nel laboratorio di Luke. Diego Bonetti stava esaminando la regolazione della molecola TERRA nel ciclo cellulare quando ha scoperto che i livelli di TERRA erano differenti nelle diverse fasi del ciclo cellulare. Nel frattempo, Arianna Lockhart e Marco Graf stavano indagando l’accumulo di TERRA nei telomeri corti, quando hanno scoperto che il modello di accumulo ciclico di TERRA era differente tra i telomeri corti e lunghi.

Il lavoro comune ha portato i ricercatori a capire che in realtà TERRA si accumula in tutti i telomeri, ma nei telomeri lunghi viene rapidamente rimosso con l’aiuto di proteine ​​Rat1 e RNasi H2. Queste proteine ​​si legano preferenzialmente ai telomeri lunghi e assicurano che TERRA venga rimosso, ma non sono presenti nei telomeri criticamente corti, il che significa che TERRA rimane nei telomeri corti per un tempo più lungo. Questo meccanismo garantisce la successiva riparazione del telomero corto che è cruciale per la sopravvivenza e divisione della cellula.

Fonte: Cell