Биологи из Медицинской школы Перельмана при Пенсильванском университете обнаружили, что белок TRF2 играет важную роль в функционировании мышечных стволовых клеток и восстановлении тканей. Авторы работы полагают, что открытие поможет в разработке новых методов лечения мышечной дистрофии и даст подсказки в области биологии рака. Об этом сообщил журнал Science Daily.

Традиционно считалось, что основной задачей TRF2 является защита теломер — концевых участков хромосом — от повреждений. Однако эксперименты показали, что этот белок также помогает сохранять генетические инструкции, которые позволяют стволовым клеткам регенерировать мышцы после травм.

Фотеини Муркиоти, доцент кафедры ортопедической хирургии Пенсильванского университета и старший автор исследования

В течение многих лет TRF2 рассматривался как белок, чья основная работа заключается в защите концов хромосом от повреждения или порчи. Но, вместо того чтобы просто защищать ДНК, TRF2, по-видимому, является ключом к регенерации мышц на протяжении всей жизни.

В ходе лабораторных исследований ученые удалили TRF2 из мышечных стволовых клеток мышей. Хотя мышцы животных изначально выглядели нормально, запас стволовых клеток постепенно истощался. Они не погибали, но теряли свои молекулярные характеристики, что приводило к тяжелым последствиям при травмах: вместо восстановления здоровой ткани поврежденные участки зарастали жиром и рубцами.

По словам Муркиоти, это полностью меняет представление о роли TRF2 в этих клетках. Она также отметила, что потеря идентичности имеет серьезные последствия для самой возможности восстановления после травмы.

Исследователи также протестировали влияние белка на модели мышечной дистрофии Дюшенна. При отсутствии TRF2 в стволовых клетках заболевание прогрессировало значительно быстрее, разрушение мышц становилось более выраженным, а продолжительность жизни подопытных животных сокращалась.

Выяснилось, что белок воздействует на регуляторные области генома, содержащие вторичные структуры ДНК — G-квадруплексы. Ученые установили, что TRF2 работает через эти структуры для сохранения способности клеток восстанавливать поврежденные ткани.

Мы обнаружили, что TRF2 работает через эти вторичные структуры ДНК, чтобы сохранить идентичность мышечных стволовых клеток и поддерживать их способность восстанавливать поврежденные мышцы. Это было совершенно неожиданно.

Скелетные мышцы обладают исключительной способностью к регенерации, при этом опухоли в них встречаются редко. Понимание того, как мышцы используют TRF2, может помочь стимулировать восстановление тканей без повышения риска развития онкологических заболеваний.