Kā dizaineru olbaltumvielas varētu kavēt vēzi?
Hromosomas vai DNS molekulas, kas atrodamas šūnās, kurās ir ģenētiskais materiāls, telomēri “rezervē”, kas neļaus tām “atšķetināties”. Telomēri ir nozīmīgi arī šūnu augšanas un novecošanās procesā, bet kas notiek, ja vēzis tās “nolaupa”, un vai to var novērst?
"Normāla šūna aug tieši tik daudz laika, cik vajadzīgs, lai mēs varētu attīstīt un uzturēt savu ķermeni," skaidro asociētais profesors Olivers Rakhems no Austrālijas Rietumu universitātes Krolijā.
Šūnās ir noteikti molekulārie mehānismi, kas viņiem "pasaka", cik daudz augt un kad ir pienācis laiks pārtraukt augšanu.
Viens šāds mehānisms ir saistīts ar telomeriem, kas ir “vāciņi” hromosomu galos. Hromosomas pārnēsā ģenētisko informāciju.
Telomēri ir “piestiprināti” pie atsevišķiem DNS pavedieniem, kas ir atstāti “pakārti” hromosomu galos vai galos, tos it kā nostiprinot.
“[Šūnas] kontrolē to augšanu ar molekulu skaitīšanas mehānismu, kas šūnai pasaka, cik veca tā ir. Tas notiek mūsu hromosomu galos, kuriem ir maz vāciņu, ”saka Rakhems.
"Katru reizi, kad šūna dalās," viņš turpina, "nedaudz pazūd hromosomas vāciņš. Kad vāciņi samazināsies līdz noteiktam garumam, šūna zina, ka tā ir sadalījusies pārāk daudz reižu, un tad tā pārstās augt vai mirs. ”
Kā vēzis regulē šūnu augšanu
Bet problēmas rodas, ja telomēri nesamazinās pakāpeniski, kā vajadzētu. Personas bērnībā telomēras dabiski ir “ilgāk dzīvojošas”, jo indivīdam vēl ir jāaug un jāattīstās.
Tomēr, ja pieaugušā vecumā tiek traucēts mehānisms, kas regulē telomēru saīsināšanu un līdz ar to arī šūnu novecošanās procesu un telomeri nesaīsinās, šūnas turpina nenormāli augt.
Pētījumi ir parādījuši, ka tas notiek vēža gadījumā. Kā saka Rackham, "[C] anceru šūnas sagrauj skaitīšanas mehānismu, kas samazina mūsu hromosomu galus, lai vēža šūnas turpinātu atkārtoties bezgalīgi."
Kā vēzis “nolaupa” telomerus? "[B] y ražo fermentu, ko sauc par telomerāzi, kas mums ir nepieciešama zīdaiņu vecumā un aug ļoti ātri, bet kuru ražošanu pārtraucam, kad apstājamies strauji augt," skaidro Rakhems.
Aptuveni 90 procenti no visām vēža šūnām satur telomerāzi, tādējādi izjaucot parasto šūnu pašregulācijas mehānismu, atzīmē pētnieks.
Šie mākslīgie proteīni ir “pirmie”
Rackham un Rietumaustrālijas Universitātes Harija Pērkinsa Medicīnas pētījumu institūta speciālistu komanda ir strādājusi, lai atrastu efektīvu veidu, kā apturēt telomerāzes atvieglošanu vēža šūnu patoloģiskai augšanai.
Šis enzīms darbojas, "pagarinot" telomerus, kas hromosomu galos praktiski "atjauno" viņu dzīvību.
Kā viņi ziņoja rakstā, kas tagad ir publicēts žurnālā Dabas komunikācijas, Rietumaustrālijas Universitātes komanda ir izstrādājusi mākslīgos proteīnus, kas aptver hromosomu galus, tādējādi novēršot telomerāzes “pastiprināšanu” telomeros.
"Šīs olbaltumvielas," skaidro Rackham, "bloķē [vienpavedienu] DNS [kuru nodrošina telomēri], lai telomerāze to nevarētu pieskarties."
“Mūsu laboratorija izstrādāja olbaltumvielas, kas pirmo reizi faktiski spēj atpazīt vienpavediena DNS un to saistīt. Mēs būtībā varam ieprogrammēt šīs olbaltumvielas, lai tās mērķētu, ”viņš atzīmē.
To darot, komandai izdevās izjaukt molekulāro mehānismu, ko vēzis "nolaupīs", lai veicinātu nekontrolētu un tādējādi kaitīgu šūnu augšanu.
Pētnieki ir izteikuši satraukumu par viņu atklājumu, apgalvojot, ka olbaltumvielu attīstību, kas spēj saistīties ar viendzīslu DNS, nākotnē varētu izmantot vairākās terapeitiskās interesēs.
"Šajā pētījumā mēs parādījām, ka mums ir iespēja izstrādāt olbaltumvielas, kas atpazīst specifiskas [viena virknes DNS] interesējošas sekvences, ar daudziem iespējamiem pielietojumiem bioloģijā un biotehnoloģijā," secina autori.
