Исследователи обнаружили механизм, который приводит к повышению концентрации протоонкогенных белков в цитоплазме и развитию рака.
Раковые клетки под электронным микроскопом / © Medium
Уже давно известно, что некоторые гены могут вызывать рак при чрезмерной активности, но что именно происходит внутри клеточных ядер при развитии опухолей, долгое время оставалось загадкой. Исследователи из Каролинского института в Швеции обнаружили ранее неизвестный механизм, который повышает активность одного из генетических факторов развития рака. Статья об этом опубликована в издании Nature Genetics.
Ученые сконцентрировали внимание на экспрессии гена MYC, который кодирует белок-фактор транскрипции. Эта молекула регулирует экспрессию до 15% всех известных генов и структуру хроматина (совокупности ДНК и белков, составляющих основу хромосом). Ген MYC играет важную роль в нормальном росте клетки, однако если он становится сверхактивным, это приводит к развитию рака. Из-за этого MYC часто называют протоонкогенным белком. Определенную роль в таком повышении активности играют суперэнхансеры — относительно длинные последовательности ДНК, которые связывают сразу несколько факторов транскрипции и усиливают транскрипцию группы генов.
Используя лабораторные методики и компьютерное моделирование, исследователи определили, что ключевую роль в стимуляции активности гена MYC играют белки сигнального пути Wnt. Это группа из 19 молекул, которые регулируют дифференцировку клеток и эмбриогенез. Wnt-белки способствуют прикреплению гена MYC к ядерным порам — молекулярным комплексам, которые обеспечивают связь между ядром и цитоплазмой.
Экспрессия гена MYC в таком состоянии приводит к тому, что синтезирующиеся на этом гене матричные РНК попадают в цитоплазму клетки в гораздо большем количестве, чем когда транскрипция (синтез РНК) проходит в обычном режиме. мРНК, которая, как известно, является матрицей для синтеза соответствующего белка, в цитоплазме разрушается не так эффективно, как в ядре клетки. Соответственно, повышенная концентрация мРНК приводит к переизбытку белка MYC.
При помощи фармацевтических препаратов ученым удалось добиться блокировки активации транскрипции гена MYC на ядерных порах посредством белков пути Wnt. Это привело к нормальным уровням белка MYC в цитоплазме, не повлияв на процессы образования мРНК в ядре.
«Наши результаты предлагают совершенно новый взгляд на то, как раковые гены могут становиться сверхактивными, — говорит одна из авторов исследования Анита Гендор. — Поскольку принцип [активации] специфичен для раковых клеток, это открывает возможность для создания новых лекарств целенаправленного действия, которые не наносят вреда нормальным клеткам».
Исследователи надеются, что полученные результаты помогут создать новое поколение методов лечения рака, которые смогут наносить более точечные «удары» по опухолям и будут менее вредны для организма в целом, чем, например, химио- и лучевая терапия.
Недавно специалисты компании Toshiba разработали метод диагностики 13 видов рака по одной капле крови, а ученые из США установили, что подавление метаболизма глутамина может помочь при лечении опухолей.
