Kuidas saaksid disainivalgud vähki nurjata?
Komeerid või geneetilist materjali kandvates rakkudes leiduvad DNA molekulid on telomeeride poolt "broneeritud", mis hoiab ära nende "lahti harutamise". Telomeerid on olulised ka rakkude kasvu ja vananemise protsessis, kuid mis juhtub siis, kui vähk neid kaaperdab, ja kas seda saab vältida?
"Normaalne rakk kasvab just õige aja, mis on vajalik meie keha arendamiseks ja hooldamiseks," selgitab dotsent Oliver Rackham Lääne-Austraalia ülikoolist Crawley's.
Rakkudes on paigas teatud molekulaarsed mehhanismid, mis "ütlevad" neile, kui palju kasvada ja millal on aeg kasvu lõpetada.
Üks selline mehhanism hõlmab telomeere, mis on kromosoomide otstes olevad "mütsid". Kromosoomid kannavad geneetilist teavet.
Telomeerid on „kinnitatud“ DNA üksikute ahelate külge, mis on kromosoomide otstes ehk otsades „rippumas“, kinnitades need justkui.
“[Rakud] kontrollivad nende kasvu molekulaarloendamise mehhanismiga, mis annab rakule teada, kui vana ta on. See toimub meie kromosoomide otstes, millel on vähe mütsid, ”ütleb Rackham.
"Iga kord, kui rakk jaguneb," jätkab ta, "kaob natuke kromosoomi kübarast. Kui mütsid on teatud pikkuseks kahanenud, saab rakk teada, et seda on liiga palju kordi jagunenud ja see lakkab siis kasvamast või sureb. "
Kuidas vähk rakkude kasvu reguleerib?
Kuid probleemid tekivad siis, kui telomeerid ei vähene järk-järgult, nagu peaks. Inimese lapsepõlves on telomeerid loomulikult "pikema elueaga", kuna indiviid peab veel kasvama ja arenema.
Kui aga täiskasvanueas on telomeeride lühenemist ja seeläbi rakkude vananemisprotsessi reguleeriv mehhanism häiritud ja telomeerid ei lühene, kasvab rakkude arv ebanormaalselt.
Uuringud on näidanud, et see juhtub vähi korral. Rackham ütleb: "[C] ancerirakud õõnestavad loendamismehhanismi, mis kahandab meie kromosoomide otsad, nii et vähirakud paljunevad lõpmatuseni."
Kuidas vähk telomeere kaaperdab? "[B] saate toota ensüümi nimega telomeraas, mida vajame beebipõlves ja kasvame väga kiiresti, kuid mille tootmise lõpetame siis, kui lõpetame kiire kasvu," selgitab Rackham.
Ligikaudu 90 protsenti kõigist vähirakkudest sisaldab telomeraasi, häirides seega raku normaalset isereguleeruvat mehhanismi, märgib teadlane.
Need kunstlikud valgud on “esimesed”
Rackham ja Lääne-Austraalia ülikooli Harry Perkinsi meditsiiniuuringute instituudi spetsialistide meeskond on töötanud selle nimel, et leida tõhus viis peatada telomeraas vähirakkude ebanormaalsel kasvul.
See ensüüm töötab "pikendades" komeeride otstes olevaid telomeere, "pikendades" praktiliselt nende elu.
Nagu nad teatasid artiklis, mis on nüüd ajakirjas avaldatud Looduskommunikatsioon, Lääne-Austraalia ülikooli meeskond on välja töötanud kunstlikud valgud, mis ümbritsevad kromosoomide otsi, takistades seeläbi telomeraasi telomeeride "tugevdamisel".
"Need valgud," selgitab Rackham, "lukustavad [üheahelalise] DNA [mis on kinnitatud telomeeride abil], nii et telomeraas ei saa seda puudutada."
„Meie labor kavandas valke, mis esimest korda suudavad üheahelalise DNA tegelikult ära tunda ja siduda. Põhimõtteliselt saame neid valke programmeerida nende sihtimiseks, ”märgib ta.
Seda tehes õnnestus meeskonnal häirida vähktõve kaaperdamise molekulaarset mehhanismi, et soodustada rakkude kontrollimatut ja seega kahjulikku kasvu.
Teadlased on oma avastuse pärast elevust väljendanud, väites, et üheahelalise DNA-ga seonduda suutvate valkude väljatöötamist võiks tulevikus kasutada mitmes terapeutilist huvi pakkuvas valdkonnas.
"Selles uuringus oleme näidanud, et meil on võime kujundada valke, mis tunnevad ära huvipakkuvad [üheahelalised DNA] järjestused, millel on palju potentsiaalseid rakendusi bioloogias ja biotehnoloogias," järeldavad autorid.
