Kako bi oblikovalske beljakovine lahko preprečile raka?
Kromosome ali molekule DNK, ki jih najdemo v celicah, ki nosijo genski material, telomeri "odpirajo", kar jim bo preprečilo, da bi se "razpletele". Telomeri so prav tako pomembni v procesu rasti in staranja celic, a kaj se zgodi, ko jih rak "ugrabi" in ali je to mogoče preprečiti?
"Običajna celica raste ravno v pravem času, kolikor potrebujemo za razvoj in vzdrževanje telesa," pojasnjuje izredni profesor Oliver Rackham z Univerze v Zahodni Avstraliji v Crawleyu.
V celicah obstajajo določeni molekularni mehanizmi, ki jim "sporočajo", koliko naj rastejo in kdaj je čas, da nehajo rasti.
Eden takih mehanizmov vključuje telomere, ki so "kape" na koncih kromosomov. Kromosomi nosijo genetske informacije.
Telomeri so "pritrjeni" na posamezne verige DNA, ki ostanejo "viseče" na koncih ali koncih kromosomov, tako da jih varujejo.
»[Celice] nadzorujejo svojo rast z mehanizmom molekularnega štetja, ki celici sporoča, koliko je stara. To se zgodi na koncih naših kromosomov, na katerih so majhne kapice, «pravi Rackham.
»Vsakič, ko se celica razdeli,« nadaljuje, »malo na pokrovčku kromosoma izgine. Ko se pokrovčki skrčijo na določeno dolžino, celica ve, da se je prevečkrat razdelila in bo nato prenehala rasti ali odmirala. "
Kako rak neureja rast celic
A težave se pojavijo, ko se telomeri ne skrajšajo postopoma, kot bi se morali. V človekovem otroštvu so telomeri naravno "dolgotrajnejši", saj mora posameznik še rasti in se razvijati.
Če pa je v odrasli dobi moten mehanizem, ki uravnava skrajšanje telomerov in s tem proces staranja celic in se telomeri ne skrajšajo, celice še naprej rastejo nenormalno.
Raziskave so pokazale, da se to zgodi pri raku. Kot pravi Rackham, "[C] ancer celice spodkopavajo mehanizem štetja, ki skrči konce naših kromosomov, zato se rakave celice nenehno razmnožujejo."
Kako rak "ugrabi" telomere? "[B] y proizvajamo encim telomerazo, ki ga potrebujemo, ko smo dojenčki in rastemo zelo hitro, vendar ga nehamo proizvajati, ko nehamo hitro rasti," pojasnjuje Rackham.
Približno 90 odstotkov vseh rakavih celic vsebuje telomerazo in tako poruši normalni celični samoregulacijski mehanizem, ugotavlja raziskovalec.
Te umetne beljakovine so "prva"
Rackham in skupina strokovnjakov z Inštituta za medicinske raziskave Harry Perkins z Univerze v Zahodni Avstraliji si prizadevajo najti učinkovit način za preprečevanje, da bi telomeraza olajšala nenormalno rast celic v raku.
Ta encim deluje tako, da "podaljša" telomere, ki se na koncu kromosomov praktično "obnovijo".
Kot so poročali v članku, ki je zdaj objavljen v reviji Nature Communications, ekipa Univerze v Zahodni Avstraliji je razvila umetne beljakovine, ki se ovijejo okoli koncev kromosomov in tako preprečijo, da bi telomeraza "okrepila" telomere.
"Te beljakovine," pojasnjuje Rackham, "zaklenejo [enoverižno] DNA [ki je zaščitena s telomeri], da se telomeraza ne more dotakniti."
»Naš laboratorij je zasnoval beljakovine, ki prvič dejansko lahko prepoznajo enoverižno DNA in jo vežejo. V bistvu lahko te beljakovine programiramo tako, da jih usmerimo, «ugotavlja.
S tem je ekipi uspelo porušiti molekularni mehanizem, ki bi ga rak "ugrabil", da bi spodbudil nenadzorovano in s tem škodljivo rast celic.
Raziskovalci so izrazili navdušenje nad odkritjem in trdili, da bi se razvoj proteinov, ki se lahko vežejo na enoverižno DNA, v prihodnosti lahko uporabljal na več terapevtskih področjih.
"V tej študiji smo pokazali, da imamo sposobnost oblikovanja beljakovin, ki prepoznajo specifična zaporedja [enoverižne DNA], s številnimi potencialnimi aplikacijami v biologiji in biotehnologiji," zaključujejo avtorji.
