Исследователи из Медицинского колледжа Бейлор (Baylor College of Medicine) и Техасского университета (University of Texas) в Остине применили нетрадиционный подход использования бактерий для обнаружения белков, которые могут привести к повреждению ДНК и развитию рака у человека. Результаты научной работы опубликованы в журнале Cell. Исследователи также определили биологические механизмы, с помощью которых эти белки могут вызвать повреждение ДНК, открывая возможности для будущего лечения рака.
Актуальность проблемы
Рак — это заболевание мутаций. Клетка, которая мутировала в определенных генах, может превратиться в раковую. Мутации, вызывающие рак, могут быть результатом повреждения ДНК. Причиной являются такие внешние факторы, как табачный дым, солнечный свет, но большая часть повреждений ДНК, по-видимому, является результатом событий, происходящих внутри клеток, и опосредуется клеточными компонентами, включая белки.
«Один из способов, посредством которого белки могут вызывать повреждение ДНК, — это их перепроизводство, что является довольно частым клеточным явлением. В данном исследовании мы пытались выявить белки, которые при перепроизводстве клеткой вызывают повреждение ДНК» — сообщает Сьюзен Розенберг (Susan M. Rosenberg), сотрудник Центра комплексного лечения рака им. Дан Л Дункана в Бэйлоре (Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center at Baylor).
Материалы и методы исследования
Чтобы определить белки, разрушающие ДНК, исследователи выбрали нетрадиционный подход. Они искали белки, которые способствуют повреждению ДНК в клетках человека, которые при перепроизводстве могут вызвать повреждение ДНК в бактерии кишечной палочки.
«Хотя бактерии и люди разные, их основные биологические процессы схожи, поэтому при таком подходе мы предполагали, что сможем найти общие механизмы повреждения ДНК, которые могут иметь отношение к раковому заболеванию», — отмечает Розенберг.
Исследователи генетически модифицировали бактерии, чтобы они могли флуоресцировать красным при повреждении ДНК. Далее сверхэкспрессировали каждый из 4000 генов, присутствующих в кишечной палочке, индивидуально и определяли, какие из них заставляют бактерии светиться красным.
Результаты исследования
«Мы обнаружили обширную и разнообразную сеть белков, которые при перепроизводстве изменяют клетки таким образом, что приводят к повреждению ДНК. Некоторые из этих белков, как и ожидалось, вовлечены в репарацию ДНК, но, к удивлению, большинство из них не связаны напрямую с ДНК. Например, некоторые из белков, разрушающих ДНК, участвуют в транспорте молекул через клеточную мембрану», — сообщает Розенберг.
«Мы показали, что кишечная палочка может помочь быстро и недорого идентифицировать повреждающие ДНК белки и механизмы действия в клетках человека», — говорит соавтор исследования Кристоф Херман (Christophe Herman).
Выводы
«Это исследование открывает новые возможности для открытия механизмов, которые защищают наши геномы, и определения, как их дисфункция может изменить целостность структуры ДНК и вызвать раковое заболевание», — говорит соавтор исследования Кайл М. Миллер, сотрудник Техасского университета (University of Texas) в Остине.
Авторы другого исследования изучили влияние вирусов на раковые клетки.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
