Нейробиология и онкология: найден ген-«перевозчик», связанный с памятью и раком

Десятилетиями все понимают, что какой-то важный процесс в клетке происходит, но как именно — загадка. Этакий «слон в комнате», которого все видят, но никто не может описать. Примерно такая ситуация сложилась вокруг двух загадочных микронутриентов. И вот, кажется, лед тронулся.

Существуют два любопытных вещества — квеин (queuine) и его производное квеозин (queuosine). Мы их не производим, а получаем от наших «соседей» — бактерий в кишечнике — или вместе с пищей. Важные штуки. Они встраиваются в транспортные РНК и, если по-простому, помогают нашим клеткам правильно и без ошибок собирать белки. А это, в свою очередь, влияет на всё подряд: от реакции на стресс и способности к обучению до здоровья кишечника и, да, развития рака.

И вот главный вопрос, который мучил биологов: как эти вещества вообще попадают внутрь наших клеток? Кто открывает им дверь? Молчание. До недавнего времени.

Как искали иголку в стоге сена

Чтобы выследить таинственного «перевозчика», команда исследователей — а это была, по сути, международная коллаборация — затеяла настоящую детективную работу. Они не стали тыкать пальцем в небо. Нет. Учёные использовали биоинформатический поиск по разным видам, от дрожжей (Schizosaccharomyces pombe) до паразитов (Trypanosoma brucei), чтобы найти гены, которые могли бы кодировать белок-транспортер.

После того как список подозреваемых сузился, начался этап генетической проверки. В человеческих клетках HeLa (это такая знаменитая линия клеток, используемая в лабораториях по всему миру) исследователи попросту «выключали» гены-кандидаты и смотрели, что произойдёт. Перестанут ли клетки поглощать квеозин?

Главный подозреваемый: что умеет ген SLC35F2?

Картина, надо сказать, вырисовывается прелюбопытная. Оказалось, что ген SLC35F2 — это и есть тот самый… тот самый неуловимый перевозчик.

Когда исследователи «сломали» этот ген в клетках HeLa, те полностью перестали впускать внутрь квеозин (Km​ ~174 нМ). Вообще. То есть, для него SLC35F2 — единственный вход. С квеином ситуация чуть хитрее: SLC35F2 для него — главный, высокоэффективный транспортер (Km​ ~67 нМ), но есть, по-видимому, еще один, запасной и менее расторопный «вход» (Km​ ~259 нМ).

Более того, команда подсветила белок SLC35F2 специальными метками и с помощью иммунофлуоресценции увидела, где он находится. А находится он в самых правильных местах для перевозчика — на клеточной мембране (то есть, на «входе» в клетку) и в аппарате Гольджи.

И что еще важно — этот белок оказался настоящим гурманом. Он не тащит в клетку всё подряд. Эксперименты показали, что он напрочь игнорирует другие стандартные «строительные блоки» РНК, а специализируется исключительно на квеине и квеозине. То есть, никакой самодеятельности — ген работает как элитный швейцар.

Что дальше? От рака до работы мозга

И вот тут-то все становится по-настоящему интересно. SLC35F2 — ген не безымянный, он уже давно известен как онкоген, то есть ген, активность которого связана с развитием рака. А теперь выясняется, что именно он контролирует поступление в клетку микронутриентов, дефицит которых тоже связывают с онкологией и, помимо прочего, с неврологическими расстройствами.

Получается какой-то парадокс, не находите? Ген, способствующий раку, одновременно является воротами для веществ, которые, возможно, помогают с ним бороться.

Это открытие, не просто закрывает тридцатилетнюю загадку. Нет, оно открывает совершенно новую главу. Теперь мы наконец-то понимаем, как регулируется уровень этих важнейших микронутриентов в наших тканях. И, возможно, это ключ к пониманию того, как их дефицит приводит к таким разным и серьезным проблемам — от сбоев в работе мозга до неконтролируемого роста опухолей. Дорога для новых исследований, как говорится, открыта. И она обещает быть чертовски интересной.