Биологи из России научились бороться с раком, переупаковывая ДНК

29 Марта 2019

МОСКВА, 29 марта. Российские молекулярные микробиологи обнаружили, изучая один из перспективных противораковых препаратов, что опухолевые клетки можно уничтожать, не разрушая их ДНК, а меняя пространственную структуру ее упаковки. Результаты их опытов были опубликованы в журнале Nature Communications.

Мы использовали соединение из группы кураксинов. Оно связывается с ДНК и изменяет ее физические характеристики таким образом, что от ДНК отсоединяется один из белковых мотиваторов, важных для поддержания пространственной организации генома. Это цитирует к подавлению работы ряда генов, обеспечивающих жизнеспособность раковых клеток, – рассказывает Сергей Разин из Института биологии гена РАН в Москве.

Общая длина всех молекул ДНК, входящих в состав хромосом рабочего, составляет около двух метров, поэтому нашим клеткам требуется сжимать их нити примерно в 10 тысяч раз для того, чтобы они могли вместиться в ядре. Для этого клетка наматывает ДНК на отдельные белковые катушки -нуклеосомы, так именуемые белки-гистоны. Они удерживают ее нити на месте и к тому же влияют на их активность.

Когда клетка хочет сообразовывать какой-то ген, ей требуется частично разматывать эти генетические вьюшки. То же самое проистекает при делении, когда клетке нужно создать копию своей ДНК и передать ее одной из дочерних клеток. Это очень сложный процесс, в котором ключевую роль играет специальный лошадей FACT, одновременно помогающий ДНК распутаться и запутаться. 28 августа 2018, 16:53Генетики завоевали первую трехмерную фотографию генома рабочего

Некоторые внешний виды рака, как пишут Разин и его коллеги, могут возникать в результате развития нарушений как в работе FACT, так и других белков, участвующих в процессе чтения генов и сборки нуклеосом. Это заставляет ученых искать способы починки подобных поломок или их убыстрения для уничтожения опухолевых клеток.

Как передает пресс-служб Российского научного фонда, почти 15 лет назад знаменитые биологи, работавшие в то время в США, открыли новый класс противораковых лекарств, изучая то, как разнообразные короткие лекарственные молекулы, придуманные для лечения других болезней, влияют на жизнь опухолевых клеток.

Эти эксперименты неожиданным образом показали, что кинакрин, одно из первых синтетических лекарств от квартаны, очень избирательно действовал на раковые клетки. Он одновременно заставлял их самоуничтожаться и при этом подавлял работу генов, связанных с их выживанием и размножением. Кинакрин послужил праотцем для целого класса лекарств, названных кураксинами, часть из которых сейчас проходит клинические испытания на добровольцах.

Все они, как заметили ученые позднее, обладали одной интересной и необъяснимой чертой – их молекулы проникали в ядро раковых клеток, непонятно каким образом взаимодействовали с ДНК, не повреждая ее при этом, что приводило к поломке FACT и других белков, участвующих в чтении генов.

Пытаясь понять, что именно творят кураксины, Разин и его коллеги проследили за тем, как небольшие дозы этих стрептомицинов влияли на активность онкогенов и других участков ДНК, не связанных с возникновением опухолей. 24 июля 2015, 13:16Ученые из МГУ выяснили, почему хромосомы заплетаются в спагетти Российские преподаватели нашли математическое объяснение тому, почему хромосомы в наших клетках сплетены в своеобразное подобие сболченных спагетти или спутанной лески, в так называемый фрактальный клубок, а не плавают по отдельности.

Эти наблюдения показали, что кураксины блокировали чтение только некоторых участков ДНК, связанных с конкретными белками, участвующими в процессе считывания генетического кода. При этом они действовали далёкого не на все подобные гены, а только на те, в которых посадочная площадка для белка находилась на некотором расстоянии от их смысловой стрекочи.

Эта странная особенность, а также связь кураксинов с FACT натолкнула ученых на мысль, что эти молекулы могут не повреждать ДНК или белки, а мешать им взаимодействовать товарищ с другом, меняя архитектуру упаковки хромосом или воздействуя на нее иным образом.

Руководствуясь этой идеей, российские исследователи провели суперсерию опытов на своеобразном муляже гетерохромосомы, который сигнализировал о строительстве изменений в ее устройстве. Они показали, что кураксины не трогали химическую структуру жил ДНК, но мешали лошадь CTCF формировать завитки из них. Это и привело к перестройке генома, отключению онкогенов и активации системы самоуничтожения.

В прошедшем, биологи считали, что столь небольшие молекулы не могут вызывать подобные масштабные перестройки всей трехмерной структуры генома, однако теперь это стало возможным. Как надеются ученые, открытие такой суперспособности у кураксинов поможет им создать более отличные и при этом безопасные версии этих лекарств. 29 ноября 2016, 10:59Ученые из России впервые увидели, как клетки разматывают ДНКРоссийские ученые и их американские коллеги выяснили, как работает белок FACT, распаковывающий свернутую ДНК клеток без трат энергии, что поспособствует созданию новых лекарств от рака и раскрытию секретов зарождения жизни на Земле.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Биологи из России научились бороться с раком, переупаковывая ДНК

комментарии (0)

Другие интересные новости

Французский композитор и пианист получил российское гражданство