Біологи з Росії навчилися боротися з раком, "переупаковывая" ДНК

Опубликованно 18.04.2019 07:48

МОСКВА, 29 мар – РІА Новини. Російські молекулярні біологи виявили, вивчаючи один з перспективних протиракових препаратів, що пухлинні клітини можна знищувати, не руйнуючи їх ДНК, а змінюючи просторову структуру її "упаковки". Результати дослідів були опубліковані в журналі Nature Communications.

"Ми використовували з'єднання з групи кураксинов. Воно зв'язується з ДНК і змінює її фізичні характеристики таким чином, що від ДНК від'єднується один з білкових чинників, важливих для підтримання просторової організації геному. Це призводить до пригнічення роботи ряду генів, які забезпечують життєздатність ракових клітин", – розповідає Сергій Разін з Інституту біології гена РАН в Москві.

Загальна довжина всіх молекул ДНК, які входять до складу хромосом людини, становить близько двох метрів, тому нашим клітинам доводиться "стискати" їх нитки приблизно в 10 тисяч разів для того, щоб вони могли поміститися в ядрі. Для цього клітина "намотує" ДНК на особливі білкові "котушки"-нуклеосомы, так звані білки-гистоны. Вони утримують її нитки на місці і до того ж впливають на їх активність.

Коли клітина хоче вважати якийсь ген, їй доводиться частково "розмотувати" ці генетичні котушки. Те ж саме відбувається при поділі, коли клітці потрібно створити копію ДНК і передати її однією з дочірніх клітин. Це дуже складний процес, в якому ключову роль відіграє спеціальний білок FACT, одночасно допомагає ДНК розплутатися і заплутатися.

28 серпня 2018, 16:53Генетики отримали першу "тривимірну фотографію" геному людини

Деякі види раку, як пишуть Разін і його колеги, можуть виникати в результаті розвитку порушень в роботі FACT, так і інших білків, що беруть участь у процесі читання генів і складання нуклеосом. Це змушує вчених шукати способи лагодження подібних поломок або їх прискорення для знищення пухлинних клітин.

Як передає прес-служб Російського наукового фонду, майже 15 років тому російські біологи, які працювали у той час в США, відкрили новий клас протиракових ліків, вивчаючи те, як різні короткі лікарські молекули, створені для лікування інших хвороб, що впливають на життя пухлинних клітин.

Ці експерименти несподіваним чином показали, що кинакрин, одне з перших синтетичних ліків від малярії, дуже вибірково діяв на ракові клітини. Він одночасно змушував їх самознищуватися і при цьому придушував роботу генів, пов'язаних з їх виживанням і розмноженням. Кинакрин став прабатьком для цілого класу ліків, названих кураксинами, частина з яких зараз проходить клінічні випробування на добровольцях.

Всі вони, як помітили вчені пізніше, володіли однією цікавою і незрозумілою рисою – їх молекули проникали в ядро ракових клітин, якимось чином взаємодіяли з ДНК, не пошкоджуючи її при цьому, що призводило до поломки FACT та інших білків, що беруть участь у "читанні" генів.

Намагаючись зрозуміти, що саме роблять кураксины, Разін і його колеги простежили за тим, як невеликі дози цих препаратів впливали на активність онкогенів та інших ділянок ДНК, що не пов'язані з виникненням пухлин.

24 липня 2015 року, 13:16Вчені з МДУ з'ясували, чому хромосоми заплітаються в "спагеті"Російські фізики знайшли математичне пояснення того, чому хромосоми в наших клітинах сплетені у своєрідну подобу перемішаних спагеті або сплутаної волосіні, так званий фрактальний клубок, а не плавають окремо.

Ці спостереження показали, що кураксины блокували читання тільки деяких ділянок ДНК, пов'язаних з конкретними білками, які беруть участь у процесі зчитування генетичного коду. При цьому вони діяли далеко не на всі подібні гени, а лише на ті, в яких "посадочний майданчик" для білка перебувала на деякій відстані від їх "смисловий" частини.

Ця дивна особливість, а також зв'язок кураксинов з FACT наштовхнула вчених на думку, що ці молекули можуть не пошкоджувати ДНК або білки, а заважати їм взаємодіяти один з одним, змінюючи структуру "упаковки" хромосом або впливаючи на неї іншим чином.

Керуючись цією ідеєю, російські дослідники провели серію дослідів на своєрідному "муляжі" хромосоми, який сигналізував про появу змін у її устрій. Вони показали, що кураксины не чіпали хімічну структуру ниток ДНК, але заважали білку CTCF формувати "завитки" з них. Це і призвело до перебудови геному, відключення онкогенів і активації системи самознищення.

У минулому, біологи вважали, що настільки невеликі молекули не можуть викликати подібні масштабні перебудови всієї тривимірної структури геному, однак тепер це стало можливим. Як сподіваються вчені, відкриття такої "надздібності" у кураксинов допоможе їм створити більш ефективні і при цьому безпечні версії цих ліків.

29 листопада 2016 року, 10:59Вчені з Росії вперше побачили, як клітини "розмотують" ДНКРосійські вчені і їх американські колеги з'ясували, як працює білок FACT, "распаковывающий" згорнуту ДНК клітин без витрат енергії, що сприятиме створенню нових ліків від раку і розкриттю секретів зародження життя на Землі.

Категория: Новости