Hogyan akadályozhatják meg a tervező fehérjék a rákot?
A genetikai anyagot hordozó sejtekben található kromoszómákat vagy DNS-molekulákat a telomerek „lefoglalják”, ami megakadályozza azok „kibomlását”. A telomerek szintén fontosak a sejtek növekedési és öregedési folyamataiban, de mi történik, ha a rák „eltéríti” őket, és ezt meg lehet-e előzni?
"A normális sejt éppen a megfelelő ideig nő, ami testünk fejlesztéséhez és fenntartásához szükséges" - magyarázza Oliver Rackham, a nyugat-ausztráliai egyetem crawley-i docense.
Bizonyos molekuláris mechanizmusok vannak a sejtekben, amelyek "megmondják" nekik, hogy mennyit kell növekedni, és mikor van ideje leállítani a növekedést.
Az egyik ilyen mechanizmus a telomereket foglalja magában, amelyek a kromoszómák végén lévő „sapkák”. A kromoszómák genetikai információkat hordoznak.
A telomerek „összekapcsolódnak” a DNS egyes szálaival, amelyek a kromoszómák végeinél vagy végeinél „lógnak”, és így rögzítik őket.
„[A sejtek] egy molekulaszámláló mechanizmus segítségével szabályozzák növekedésüket, amely megmondja a sejtnek, hogy hány éves. Ez a kromoszómáink azon végein történik, amelyeken kevés sapka van ”- mondja Rackham.
„Valahányszor a sejt osztódik - folytatja -, egy kicsit eltűnik a kromoszóma kupakján. Amint a kupakok egy bizonyos hosszúságig zsugorodnak, a sejt tudja, hogy túl sokszor osztódott meg, és ezután leáll vagy meghal. ”
A rák hogyan szabályozza a sejtek növekedését
De problémák merülnek fel, amikor a telomerek nem rövidülnek növekményesen, ahogy kellene. A személy egész gyermekkorában a telomerek természetesen „hosszabb élettartamúak”, mivel az egyénnek még növekednie és fejlődnie kell.
Ha azonban felnőttkorban a telomerek rövidülését és ezáltal a sejtek öregedési folyamatát szabályozó mechanizmus megszakad, és a telomerek nem rövidülnek meg, a sejtek rendellenesen növekednek.
A kutatás kimutatta, hogy mi történik a rákban. Rackham megfogalmazása szerint "[a] ancer sejtek felforgatják a számlálási mechanizmust, amely összehúzza kromoszómáink végét, így a rákos sejtek a végtelenségig szaporodnak."
Hogyan „rabolja el” a rák a telomereket? "[B] y termelsz egy telomeráz nevű enzimet, amelyre csecsemőkorunkban szükségünk van, és amely nagyon gyorsan növekszik, de amelynek termelését abbahagyjuk, ha gyorsan növekszünk" - magyarázza Rackham.
Az összes rákos sejt körülbelül 90 százaléka tartalmaz telomerázt, ami megzavarja a normális sejtes önszabályozó mechanizmust - jegyzi meg a kutató.
Ezek a mesterséges fehérjék „első”
Rackham és a Nyugat-ausztrál Egyetem Harry Perkins Orvostudományi Kutató Intézetének egy csoportja azon munkálkodott, hogy hatékony módot találjon annak megakadályozására, hogy a telomeráz elősegítse a rákos sejtek rendellenes növekedését.
Ez az enzim úgy működik, hogy „meghosszabbítja” a kromoszómák végén lévő telomereket, gyakorlatilag „megújítja” életüket.
Mint arról egy cikkben beszámoltak, amely most megjelent a folyóiratban Nature Communications, a Nyugat-ausztráliai Egyetem csapata olyan mesterséges fehérjéket fejlesztett ki, amelyek körbeölelik a kromoszómák végét, megakadályozva ezzel a telomeráz „megerősítését” a telomerekben.
„Ezek a fehérjék - magyarázza Rackham -„ elzárják az [egyszálú] DNS-t [amelyet telomerek biztosítanak], így a telomeráz nem érheti meg. ”
„Laboratóriumunk olyan fehérjéket tervezett, amelyek először ismerik fel és képesek megkötni az egyszálú DNS-t. Alapvetően úgy programozhatjuk ezeket a fehérjéket, hogy megcélozzák őket ”- jegyzi meg.
Ennek során a csapatnak sikerült megzavarnia azt a molekuláris mechanizmust, amelyet a rák „eltérít”, hogy táplálja a sejtek ellenőrizetlen, és így káros növekedését.
A kutatók izgatottságukat fejezték ki felfedezésük során, azzal érvelve, hogy az egyszálú DNS-hez kötődni képes fehérjék fejlesztését a jövőben a terápiás szempontból több területen is fel lehet használni.
"Ebben a tanulmányban megmutattuk, hogy képesek vagyunk olyan fehérjéket tervezni, amelyek felismerik az érdekes [egyszálú DNS] szekvenciákat, sok lehetséges alkalmazással a biológiában és a biotechnológiában" - vonják le a szerzők.
