Як дизайнерські білки можуть запобігти раку?
Хромосоми, або молекули ДНК, що знаходяться в клітинах, що несуть генетичний матеріал, “підконтрольні” теломерам, що заважатиме їм “розгадуватися”. Теломери також важливі у процесі росту та старіння клітин, але що відбувається, коли рак їх «захоплює», і чи можна це запобігти?
"Нормальна клітина росте за потрібну кількість часу, який потрібен нам для розвитку та підтримки нашого тіла", - пояснює доцент Олівер Рекхем з Університету Західної Австралії в Кроулі.
У клітинах діють певні молекулярні механізми, які «підказують» їм, скільки рости і коли настав час припиняти ріст.
Одним з таких механізмів є теломери, які є “кришками” на кінцях хромосом. Хромосоми несуть генетичну інформацію.
Теломери "прикріплені" до окремих ланцюгів ДНК, які залишаються "звисатими" на закінченнях, або кінцях, хромосом, захищаючи їх як би.
“[Клітини] контролюють свій ріст за допомогою механізму підрахунку молекул, який повідомляє клітині, скільки їй років. Це відбувається на кінцях наших хромосом, на яких є маленькі ковпачки », - говорить Рекхем.
«Кожного разу, коли клітина ділиться, - продовжує він, - трохи на кришці хромосоми зникає. Як тільки капелюшки скоротяться до певної довжини, клітина знає, що вона поділилася занадто багато разів, і тоді вона перестане рости або загине ».
Як рак не регулює ріст клітин
Але проблеми трапляються тоді, коли теломери не скорочуються поступово, як слід. Протягом усього дитинства людини теломери, природно, «довговічніші», оскільки людині все ще потрібно рости та розвиватися.
Однак якщо у зрілому віці механізм, що регулює вкорочення теломер і, таким чином, процес старіння клітин, порушується, а теломери не вкорочуються, клітини продовжують ненормально рости.
Це, як показали дослідження, відбувається при раку. Як стверджує Рекхем, "[C] ancer клітини підривають механізм підрахунку, який стискає кінці наших хромосом, тому ракові клітини продовжують нескінченно розмножуватися".
Як рак «викрадає» теломери? "[B] y виробляють фермент, який називається теломераза, який нам потрібен, коли ми немовлята і росте дуже швидко, але який ми перестаємо виробляти, коли зупиняємося швидко зростати", - пояснює Ракхем.
Приблизно 90 відсотків усіх ракових клітин містять теломеразу, тим самим порушуючи нормальний клітинний механізм саморегуляції, зазначає дослідник.
Ці штучні білки є "першими"
Рекхем і команда фахівців з Інституту медичних досліджень імені Гаррі Перкінса Університету Західної Австралії працюють над тим, щоб знайти ефективний спосіб зупинити теломеразу, що сприяє ненормальному росту клітин при раку.
Цей фермент працює, «подовжуючи» теломери, що знаходяться на кінцях хромосом, практично «поновлюючи» їх життєвий шлях.
Як вони повідомили у статті, яка зараз опублікована в журналі Природні комунікації, команда Університету Західної Австралії розробила штучні білки, які обволікають кінці хромосом, тим самим перешкоджаючи теломеразі «підсилювати» теломери.
"Ці білки, - пояснює Рекхем, - блокують [одноцепочечную] ДНК [яка захищена теломерами], щоб теломераза не могла доторкнутися до неї".
«Наша лабораторія розробила білки, які вперше насправді можуть розпізнати одноланцюгову ДНК і зв’язати її. В основному ми можемо запрограмувати ці білки для націлювання на них », - зазначає він.
Роблячи це, команді вдалося порушити молекулярний механізм, який рак «викраде», щоб підживити неконтрольований, а отже, шкідливий ріст клітин.
Дослідники висловили своє хвилювання своїм відкриттям, стверджуючи, що розвиток білків, здатних зв'язуватися з одноланцюговою ДНК, в майбутньому може бути використаний у багатьох сферах терапевтичного інтересу.
"У цьому дослідженні ми показали, що ми маємо здатність розробляти білки, які розпізнають специфічні [одноланцюгові ДНК] послідовності, що представляють інтерес, з багатьма потенційними застосуваннями в біології та біотехнології", - підсумовують автори.
