КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


Номер 16-14-10047

НазваниеФункциональная роль белка TERP -- продукта трансляции теломеразной РНК

РуководительРубцова Мария Петровна, Доктор химических наук

Организация финансирования, регионФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова», г Москва

Годы выполнения при поддержке РНФ 2016 - 2018 

КонкурсКонкурс 2016 года на получение грантов по приоритетному направлению деятельности РНФ «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни, 04-208 - Молекулярная биология

Ключевые слователомераза, теломеразная РНК, процессинг РНК, трансляция, клеточные линии

Код ГРНТИ34.15.00


СтатусУспешно завершен


 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ


Аннотация
Теломераза – фермент, достраивающий концевые участки хромосом – теломеры, содержит два основных компонента: теломеразную обратную транскриптазу и теломеразную РНК. Теломеразная РНК содержит участок, служащий матрицей для синтеза теломер, а также является структурным каркасом фермента. Теломераза активна в половых, стволовых, эмбриональных, а также раковых клетках, и ее активность обусловлена появлением теломеразной обратной транскриптазы, тогда как теломеразная РНК присутствует в большинстве типов клеток постоянно. Непонятно, осуществляет ли теломеразная РНК альтернативные функции или ее экспрессия является неспецифической. Терминация транскрипции и биогенез теломеразной РНК человека в настоящий момент малоизучены. Известно, что в процессе транскрипции получается длинный предшественник теломеразной РНК, который должен быть процессирован. Каким образом осуществляется процессинг 3’-конца этой РНК в клетках человека неизвестно. Анализ первичной структуры предшественника теломеразной РНК человека выявил существование открытой рамки считывания, кодирующей белок, содержащий 121 аминокислоту. В ходе предварительных исследований методом МАЛДИ-масс-спектрометрии мы показали существование этого белка в клетках НЕК293Т дикого типа, т.е. выявили альтернативный механизм экспрессии гена теломеразной РНК человека. Функции нового белка, а также взаимосвязь трансляции теломеразной РНК, ее процессинга, теломеразной активности, а также статуса клеток остаются неизвестными. Альтернативный механизм экспрессии гена теломеразной РНК человека открывает новые перспективы в понимании роли теломеразной РНК в жизнедеятельности клетки. Выяснение функциональной роли нового белка, а также переключения двух механизмов экспрессии гена теломеразной РНК является новой и актуальной задачей.

Ожидаемые результаты
В результате реализации проекта будет выяснена функциональная роль нового белка, кодируемого теломеразной РНК человека, изучен альтернативный механизм экспрессии гена теломеразной РНК человека. Существование белка, кодируемого теломеразной РНК, до сих пор неизвестно широкой мировой общественности. Мы имеем предварительные доказательства его существования в природе, полученные методом МАЛДИ-масс-спектрометрии. Доказательство существования и выяснение функциональной роли белка, кодируемого теломеразной РНК человека, позволит выявить новые механизмы, приводящие к активации теломеразы в процессе онкотрансформации клеток. В рамках изучения экспрессии гена теломеразной РНК человека будет установлена взаимосвязь между 3’-концевым процессингом теломеразной РНК и ее трансляцией. Мы предполагаем, что выбор пути экспрессии гена теломеразной РНК может играть ключевую роль в активации теломеразы, а значит приобретении неограниченного потенциала деления раковых клеток. Выяснение альтернативной функции теломеразной РНК, а также процессов, приводящих к переключению между двумя механизмами экспрессии, может помочь в понимании механизмов активации теломеразы при онкотрансформации клеток. Полученные знания можно будет использовать для разработки подходов к терапии и диагностике онкозаболеваний.


 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ


Аннотация результатов, полученных в 2016 году
В ходе выполнения проекта получены клеточные линии с мутациями в гене теломеразной РНК. Мутантные линии получены с использованием системы редактирования генома CRISPR/Cas9, а также лентивирусной системы. Проведен анализ уровня экспрессии теломеразной РНК, а также активности теломеразы в линиях с мутациями в гене теломеразной РНК человека. Выявлено, что повышенная экспрессия теломеразной РНК человека дикого типа, но не ее мутантных форм защищает клетки от апоптоза.

 

Публикации

1. М.П.Рубцова, Ю.В.Нарайкина, Д.П.Василькова, М.Б.Меерсон, И.О.Бутенко, О.В.Побегуц, В.М.Говорун, О.А.Донцова Функциональная роль белка, кодируемого теломеразной РНК человека Acta Naturae, спецвыпуск, том 2, с.19 (год публикации - 2016).

2. Рубцова М.П., Василькова Д.П.,Нарайкина Ю.В., Донцова О.А. Особенности процессинга теломеразных РНК дрожжей и человека Acta Naturae, Т.8, №4(31), с.81-90 (год публикации - 2016).


Аннотация результатов, полученных в 2017 году
Проект посвящен изучению функциональной роли белка hTERP, кодируемого теломеразной РНК человека. Ранее мы продемонстрировали, что теломеразная РНК человека, считавшаяся некодирующей, является матрицей для синтеза белка, названного hTERP. Мы получили клеточные линии на основе клеток НЕК293Т с экзогенной экспрессией теломеразной РНК, а также с мутациями в последовательности hTERP. К сожалению, полного нокаута белка hTERP получить не удалось. Мы определили количество белка hTERP, теломеразной РНК и активности теломеразы в полученных клеточных линиях. Исходя из описанных в литературе данных о защитной функции теломеразной РНК в условиях индукции апоптоза, мы предположили, что это именно белок hTERP способствует повышенной жизнеспособности клеток. Для проверки этого предположения клеточные линии с экзогенной экспрессией теломеразной РНК и повышенным содержанием белка hTERP и клеточные линии с пониженным содержанием мутантной формы белка обработали доксорубицином, известным веществом, вызывающим апоптоз, и оценили их выживаемость. Оказалось, что выживаемость клеток, содержащих повышенное количество hTERP, возросла на 80%, а клеток, в которых снижено количество белка hTERP, снизилась в 2 раза. Белок hTERP содержит участки гомологии белку p62, вовлеченному в регуляцию аутофагии – защитного механизма клеток. Мы проверили эффективность развития аутофагии в клетках дикого типа и клетках с мутантной формой белка hTERP. Оказалось, что мутации белка приводят к снижению эффективности развития аутофагии. Таким образом, мы можем предполагать, что белок hTERP вовлечен в регуляцию аутофагии. Выяснение какой сигнальный каскад и стадия аутофагии регулирует hTERP будет основной целью работ на следующем этапе выполнения проекта.

 

Публикации

1. Малявко А.Н., Петрова О.А., Зверева М.Э., Родина Е.В., Манцызов А., Польшаков В.И., Нарайкина Ю.В., Василькова Д.П., Рубцова М.П., Белецкий А., Равин Н.В., Бутенко И.О., Побегуц О.В., Говорун В.М., Донцова О.А. Новые аспекты функционирования компонентов теломеразы Acta Naturae, Спецвыпуск (год публикации - 2017).

2. Нарайкина Ю., Рубцова М., Василькова Д., Меерсон М., Зверева М., Лазарев В., Манувера В., Ковальчук С., Анионов Н., Бутейко И., Побегуц О., Говорун В., Донцова О. Coding non-coding human telomerase RNA The FEBS Journal, V.284, ShT.1.4-001 (год публикации - 2017).


Аннотация результатов, полученных в 2018 году
В отчетном году проведен анализ внеклеточной локализации hTERP. Получена клеточная линия с регулируемой суперэкспрессией hTERP, которую использовали для ко-иммунопреципитации hTERP с партнерами. Установлен предварительный спектр белков-партнеров hTERP. Анализ регуляторных каскадов, вовлеченных в функционирование клетки, позволил выявить, что повышение экспрессии hTERP приводит к активации биосинтеза белка и пролиферации клеток, а делеция белка hTERP делает клетку более чувствительной к недостатку питательных веществ, таких как глюкоза, аминокислоты, витамины и факторы роста и активирует механизм аутофагии.

 

Публикации

1. Д.П. Василькова, М.П. Рубцова, О.А. Донцова Комплекс Integrator участвует в терминации транскрипции теломеразной РНК человека СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ V МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ “ПОСТГЕНОМ’2018”, - (год публикации - 2018).

2. М.П. Рубцова, Ю.В. Нарайкина, С.В. Юртаева, Д.П. Василькова, М. Мошарева, О.А. Донцова НОВОЕ В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ТЕЛОМЕРАЗНОЙ РНК ЧЕЛОВЕКА СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ V МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ “ПОСТГЕНОМ’2018”, - (год публикации - 2018).

3. Мария Рубцова, Юлия Нарайкина, Дарья Василькова, Марк Меерсон, Мария Зверева, Владимир Прасолов, Василий Лазарев, Валентин Манувера, Сергей Ковальчук, Николай Аниканов, Иван Бутенко, Ольга Побегуц, Вадим Говорун, Ольга Донцова Protein encoded in human telomerase RNA is involved in cell protective pathways Nucleic Acids Research, V.46, N.17, p.8966-8977 (год публикации - 2018).

4. Рубцова М., Василькова Д., Донцова О. Integrator is involved in the human telomerase RNA biogenesis FEBS Open Bio, V.8, N.S1, p.31 (год публикации - 2018).

5. Рубцова М.П., Василькова Д.П., Мошарева М.А., Малявко А.Н., Меерсон М.Б., Зацепин Т.С., Нарайкина Ю.В., Белецкий А.В., Равин Н.В., Донцова О.А. Integrator is a key component of human telomerase RNA biogenesis Scientific Reports, т.9, №1, с.1701 (год публикации - 2019).

6. Шляпина В.Л., Юртаева С.В., Рубцова М.П., Донцова О.А. На распутье: механизмы апоптоза и аутофагии в жизни и смерти клетки Acta Naturae, Т.13, №2, с.106-115 (год публикации - 2021).


Возможность практического использования результатов
не указано