Kaip dizainerio baltymai gali sutrukdyti vėžiui?
Chromosomas arba DNR molekules, esančias ląstelėse, turinčiose genetinę medžiagą, telomerai „rezervuoja“, o tai neleis jiems „išsiskleisti“. Telomerai taip pat yra svarbūs ląstelių augimo ir senėjimo procese, tačiau kas nutinka, kai vėžys jas „užgrobia“, ir ar to galima išvengti?
"Normali ląstelė auga tik reikiamą laiką, kurio mums reikia kūnui vystyti ir palaikyti", - aiškina docentas Oliveris Rackhamas iš Vakarų Australijos universiteto Krolyje.
Ląstelėse veikia tam tikri molekuliniai mechanizmai, kurie „nurodo“, kiek reikia augti ir kada laikas nustoti augti.
Vienas iš tokių mechanizmų apima telomerus, kurie yra „dangteliai“ chromosomų galuose. Chromosomos turi genetinę informaciją.
Telomerai yra „pritvirtinti“ prie atskirų DNR sruogų, kurios lieka „kabančios“ chromosomų galuose arba galuose, jas tarsi pritvirtindamos.
„[Ląstelės] kontroliuoja jų augimą naudodamas molekulių skaičiavimo mechanizmą, kuris pasako ląstelei, kiek ji metų. Tai įvyksta mūsų chromosomų galuose, ant kurių yra nedaug dangtelių “, - sako Rackhamas.
„Kiekvieną kartą, kai ląstelė dalijasi, - tęsia jis, - šiek tiek dingsta chromosomos dangtelis. Kai dangteliai susitraukia iki tam tikro ilgio, ląstelė žino, kad ji per daug kartų pasidalijo ir tada nustos augti arba mirs “.
Kaip vėžys reguliuoja ląstelių augimą
Tačiau problemos kyla tada, kai telomerai netrumpėja palaipsniui, kaip turėtų. Visą žmogaus vaikystę telomeros natūraliai yra „ilgesnio gyvenimo“, nes individas dar turi augti ir vystytis.
Tačiau jei suaugus, sutrinka telomerų sutrumpėjimą, taigi ir ląstelių senėjimo procesą, reguliuojantis mechanizmas, o telomerai netrumpėja, ląstelės nenormaliai auga.
Tyrimai parodė, kad taip atsitinka sergant vėžiu. Kaip sako Rackhamas, „[C] ancerio ląstelės sugadina skaičiavimo mechanizmą, kuris sutraukia mūsų chromosomų galus, todėl vėžinės ląstelės vis dauginasi neribotą laiką“.
Kaip vėžys „užgrobia“ telomerus? „[Gamindami fermentą, vadinamą telomeraze, kurio mums reikia, kai mes esame kūdikiai ir labai greitai augame, tačiau kurį mes nustojame gaminti, kai nustojame greitai augti“, - paaiškina Rackham.
Maždaug 90 procentų visų vėžinių ląstelių yra telomerazės, todėl sutrinka įprastas ląstelių savireguliacijos mechanizmas, pažymi tyrėjas.
Šie dirbtiniai baltymai yra „pirmieji“
Rackham ir Vakarų Australijos universiteto Harry Perkinso medicinos tyrimų instituto specialistų komanda stengėsi rasti veiksmingą būdą, kaip sustabdyti telomerazės palengvinimą nenormaliam vėžio ląstelių augimui.
Šis fermentas veikia „prailgindamas“ telomerus, kurie chromosomų galuose praktiškai „atnaujina“ jų gyvybę.
Kaip jie pranešė straipsnyje, kuris dabar paskelbtas žurnale Gamtos komunikacijos, Vakarų Australijos universiteto komanda sukūrė dirbtinius baltymus, kurie apgaubia chromosomų galus, taip neleisdami telomerazei „sustiprinti“ telomerų.
„Šie baltymai, - aiškina Rackhamas, - užrakina [viengrandę] DNR [kurią saugo telomerai], kad telomerazė negalėtų jos liesti“.
„Mūsų laboratorija sukūrė baltymus, kurie pirmą kartą iš tikrųjų gali atpažinti viengrandę DNR ir ją surišti. Iš esmės galime užprogramuoti šiuos baltymus, kad jie būtų nukreipti į juos “, - pažymi jis.
Tai atlikdami komandai pavyko suardyti molekulinį mechanizmą, kurį vėžys „užgrobs“, kad paskatintų nekontroliuojamą ir tokiu būdu žalingą ląstelių augimą.
Mokslininkai išreiškė jaudulį dėl jų atradimo, teigdami, kad baltymų, galinčių prisijungti prie viengrandžių DNR, kūrimas ateityje gali būti naudojamas daugelyje terapinį interesą turinčių sričių.
"Šiame tyrime mes parodėme, kad turime galimybę sukurti baltymus, kurie atpažįsta specifines [viengrandes DNR] sekas, kurios gali būti įdomios, galimai pritaikant jas biologijoje ir biotechnologijose", - daro išvadą autoriai.
