12:44

Рак закрутил четверную спираль ДНК



В геноме человека, точнее в раковых клетках, удалось обнаружить четверные спирали ДНК. Пока непонятно, несут ли они определенную функцию или являются случайными структурами, как «треугольники» или «узлы», но есть намеки на то, что именно они контролируют рост клеток злокачественных опухолей.

В 1953 году исследователи из Кембриджа Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик опубликовали статью, в которой впервые описывалась структура ДНК — генетического ключа всего живого.

В отличие от похожих на нее РНК, полимерная кислота в ДНК представлена сразу двумя цепочками, которые образуют двойную спираль. Теперь, спустя 60 лет, кембриджские же ученые готовятся отправить открытие «на пенсию».

В журнале Nature Chemistryопубликована работа, в которой описана четырехнитевая «четверная спираль» ДНК.

Утверждается, что такие G-квадруплексы формируются в человеческом геноме на участках ДНК, богатых азотистым основанием гуанином (G).

Публикация стала результатом более 10 лет исследований. Началось все с гипотетических компьютерных моделей, потом перешли к синтетическим лабораторным экспериментам, и, наконец, удалось продемонстрировать описываемое явление in vivo — в живых клетках человека, правда раковых. Идентифицировали их с помощью флуоресцентных биомаркеров.

Кроме того, удалось связать повышенную концентрацию четверных спиралей с процессом репликации ДНК — ключевым пунктом деления клеток. Контролируя его, можно остановить рак на корню, считают ученые. Для этого нужно «атаковать» квадруплексы с помощью синтетических молекул-ловушек, которые блокируют эти структуры и не дают ДНК реплицировать свою структуру.

«Мы наблюдали связь между блокировкой квадруплексов и остановкой деления клеток. Это потрясающе.
Мы показали, что квадруплексы чаще возникают в клетках, способных быстро делиться, например раковых клетках.


Для нас это новая парадигма исследований — использовать четырехцепные структуры как лекарственные мишени», — пояснил профессор химического факультета Кембриджского университета Шанкар Баласубраманинан.

Исследования последних десятилетий лишь показывали принципиальную возможность существования четверных спиралей in vitro — в пробирке, однако эти результаты ученые склонны были считать скорее забавным артефактом, нежели тем, что может существовать в живой природе. Теперь ясно, что они действительно возникают в живых человеческих клетках.

Работы возглавляла Джулия Биффи, исследователь в лаборатории Баласубраманинана. Ключевым стало ее умение подобрать белки антител, которые находят участки генома, богатые четверными спиралями, и связываются с ними.

С помощью флуоресцентных меток на антителах удалось увидеть «горячие точки» не только в геноме взрослых клеток, но и на стадии их деления. Именно нарушения в ней отличают здоровые клетки от мутировавших, раковых: они склонны к неограниченному делению, приводящему к росту опухоли.

Исследователи выяснили, что в делении раковых клеток четверные спирали играют активную роль, поэтому помещение их «за решетку» — выключение из процесса репликации — позволяло стабилизировать численность клеток.

«Нам еще многое предстоит узнать.

Некоторые полагают, что эти квадруплексы — досадная случайность процесса репликации, как узлы или треугольники из ДНК.

А может, они эволюционировали, чтобы выполнять определенную функцию? Это философский вопрос, но факт в том, что они существуют в природе и организму приходится иметь с ними дело», — считают авторы работы.

Когда для блокировки репликации использовался специальный ингибитор, количество квадруплексов падало. Таким образом, возможно, структура ДНК динамическая: разные формы постоянно формируются и распадаются.

«Многие препараты для лечения рака нацелены на ДНК, но «правила игры» не совсем ясны. Мы даже не знаем, где именно они реагируют с геномом — это «слепой» метод. Будет хорошо, если четверные спирали смогут стать полезной, четкой мишенью для лечения», — подытожил Баласубраманинан.

Источник

Просмотров: 1936
Рейтинг: 5.0/1
Добавлено: 24.01.2013

Темы: Рак закрутил, рак, четверную спираль ДНК, четверная спираль ДНК, днк, мутации, наука, квадруплекс
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]