Какова история открытия теломер? Когда была доказана связь теломер с процессами старения и образования опухолей? Об этом рассказывает научный директор European Research Institute for the Biology of Aging Питер Лэнсдорп.

В 1930-х Герман Меллер и Барбара Мак-Клинток обнаружили некоторую особенность концов хромосом. Они чем-то отличались от остальной части генома. Ученые ввели для этого термин «теломера». Но то, чем являются эти теломеры, оставалось невыясненным еще долгое время. Следующим прорывом было, само собой, открытие структуры ДНК Уотсоном и Криком. Тогда мы узнали, что такое хромосома. Затем, в 1960-х, была обнаружена ДНК-полимераза, которая является фактором, способным реплицировать ДНК, но только в одном направлении. Затем русский ученый Оловников и Уотсон осознали, что этот однонаправленный механизм репликации ДНК создает проблему репликации концов хромосом. Тогда Оловников предположил, что клетки не способны реплицировать теломеры, а это может иметь отношение к старению. Эта мысль намного обогнала время, так как потребовалось еще двадцать лет для подтверждения.

Прямых доказательств связи теломер со старением не было до клонирования и секвенирования теломеразы в середине 1990-х. Тогда было продемонстрировано, что фибробласты могут быть обессмерчены при добавлении этого фактора. Теперь длина теломер поддерживалась, и клетка, вместо того чтобы останавливать деление после конечного числа циклов, становилась бессмертной. Тогда встает вопрос: почему возникает укорочение теломер, почему теломераза не присутствует во всех наших клетках? В последующие двадцать лет появилась точка зрения, что в долгоживущих видах главная причина в том, что укорочение теломер работает как механизм предотвращения образования опухолей. То есть из-за установления ограничения на количество возможных делений клетки начинающейся опухоли труднее превратиться в по-настоящему злокачественную. Таким образом, это еще один барьер для роста опухолей.

В норме в кроветворной системе множество клеток производят кровь, но со временем их становится все меньше. Интересно, что у пациентов, страдающих гаплонедостаточностью теломеразы, есть рабочая теломераза, но вместо двух активных генов в их геноме есть только один, поэтому концентрация теломеразы в их клетках в два раза меньше. Такие люди обычно не доживают до пубертатного возраста, поскольку их стволовые клетки истощаются. Мы считаем, что дело в нарушении работы теломеразы. Возникает слишком много коротких концов, нуждающихся в починке теломеразой, но этого не происходит, и клетка умирает. Оставшимся клеткам приходится делиться, но это только увеличивает шансы возникновения проблемы с теломерами. Получается система с положительной обратной связью, которая истощает стволовые клетки и приводит к гибели человека от дисфункции костного мозга.