В каждой клетке, в каждом ядре, ваше дальнейшее существование зависит от невероятно сложного танца. Белки постоянно обматывают и расматывают ДНК, и даже незначительные ошибки могут привести к раку.
Новое исследование Чикагского университета раскрывает ранее неизвестную часть этого танца, имеющую значительные последствия для здоровья человека.
В исследовании, опубликованном 2 октября в журнале Nature, группа ученых под руководством профессора Чикагского университета Чуань Хэ в сотрудничестве с профессором Минцзян Сюй из Техасского университета в Сан-Антонио, обнаружила, что РНК играет важную роль в том, как ДНК упаковывается и хранится в ваших клетках, через ген, известный как TET2 . Этот путь также, по-видимому, объясняет давнюю загадку о том, почему так много видов рака и других заболеваний связаны с мутациями, связанными с TET2, и предлагает набор новых мишеней для лечения.
«Это представляет собой концептуальный прорыв», — сказал Хе. «Это не только предлагает цели для терапии нескольких заболеваний, но мы также вносим вклад в общую картину регуляции хроматина в биологии. Мы надеемся, что влияние в реальном мире будет очень высоким».
Его лаборатория сделала несколько открытий, которые потрясли нашу картину того, как экспрессируются гены . В 2011 году они обнаружили, что в дополнение к модификациям ДНК и белков, модификации РНК также могут контролировать то, какие гены экспрессируются.
С тех пор Хэ и его команда находят все больше и больше способов, с помощью которых метилирование РНК играет фундаментальную роль в процессе включения и выключения генов как в растительном, так и в животном мире.
С этой линзой они обратили свое внимание на ген под названием TET2 . Мы давно знали, что когда TET2 или гены, связанные с TET2, мутируют, за этим следуют всевозможные проблемы. Эти мутации встречаются в 10-60% различных случаев лейкемии человека, а также всплывают при других типах рака. Проблема была в том, что мы не знали, почему — что значительно затрудняет поиск методов лечения.
Другие члены семейства TET действуют на ДНК, поэтому в течение многих лет исследователи изучали влияние TET2 на ДНК. Но лаборатория Хэ обнаружила, что они искали не там: TET2 на самом деле влияет на РНК.
Когда клетки печатают собственные копии генетического материала, их нужно аккуратно упаковать и сложить для дальнейшего использования; эти упаковки известны как хроматин. Если это не происходит правильно, могут возникнуть всевозможные проблемы. Оказывается, РНК играет ключевую роль в этом процессе, и ее роль контролируется TET2 посредством процесса модификации, называемого метилированием.
С помощью хитроумного набора экспериментов, удаления генов и наблюдения за тем, что происходит, команда лаборатории He показала, как это работает. Они обнаружили, что TET2 контролирует, как часто тип модификации, известный как m5C, происходит на определенных типах РНК, которая привлекает белок, известный как MBD6, который, в свою очередь, контролирует упаковку хроматина.
«Мы надеемся, что реальный эффект будет очень значительным. Когда вы младенец и ваши клетки активно делятся на разные типы клеток, TET2 ослабляет поводья, чтобы хроматин был более доступен, а стволовые клетки могли превратиться в другие клетки. Но как только вы становитесь взрослым, TET2 должен натягивать поводья. Если эта подавляющая сила теряется, MBD6 получает полную свободу действий, и может наступить хаос», - сказал Хэ. «Если у вас мутация TET2, вы заново открываете этот путь роста, который в конечном итоге может привести к раку, особенно в крови и мозге, поскольку этот путь, по-видимому, является наиболее важным для развития крови и мозга», — сказал Хе.
В качестве окончательного подтверждения команда протестировала клетки лейкемии человека в чашках Петри. Когда команда удалила способность клеток создавать MBD6, фактически потянув за поводья, все клетки лейкемии погибли.
Самым захватывающим в этом открытии для исследователей рака является то, что оно дает им совершенно новый набор мишеней для лекарственных препаратов.
«Мы надеемся, что сможем получить от этого волшебное средство, позволяющее избирательно избавляться только от раковых клеток, воздействуя на этот конкретный путь, активируемый из-за потери TET2 или IDH», — сказал Хе, который сотрудничает с Центром предпринимательства и инноваций имени Польского при Чикагском университете с целью создания стартапа для создания именно такого препарата.
Но мы также знаем, что мутации TET2 имеют последствия, не связанные с раком. Мутации TET2 также встречаются у части всех взрослых старше 70 лет и способствуют повышению риска сердечных заболеваний, инсульта, диабета и других воспалительных заболеваний, состояния, известного как CHIP.
«У этих пациентов есть мутантные клетки крови TET2, но они еще не вызвали рак», — объяснил Канер Сайгин , онколог и доцент кафедры медицины Чикагского медицинского университета, который специализируется на лечении пациентов с CHIP и также работает с лабораторией He над несколькими проектами. «Но эти мутантные клетки TET2 более воспалительные, и по мере их циркуляции они вызывают повышенный риск таких заболеваний, как болезни сердца, печени и почек. Прямо сейчас я не могу ничего прописать этим пациентам, потому что у них еще нет рака, но если бы мы могли устранить эти мутантные клетки, мы могли бы улучшить их жизнь».
Это открытие также радикально меняет наше понимание хроматина, а следовательно, и экспрессии генов в целом.
Ранее мы знали, что одна из форм метилирования РНК, называемая m6A, влияет на экспрессию генов: ее размещение и удаление влияет на упаковку хроматина, которая определяет, какие участки ДНК будут транслироваться в реальность.
Но если m5C также относится к этой категории, это говорит о том, что это общий механизм контроля хроматина и экспрессии генов, и их может быть больше. «Если есть второй, у вас может быть третий, четвертый, пятый», — сказал Хе. «Это говорит о том, что модификация РНК на хроматине является основным механизмом регуляции хроматина и транскрипции генов. Мы считаем, что этот путь — лишь вершина айсберга».
Ученые смогли прочитать запечатанные 4000-летние клинописные письма из Анатолии
Благодаря мобильному рентгеновскому компьютерному томографу, разработанному для внедрения передовых методов визуализации непосредственно в музейные коллекции, удалось прочитать запечатанные клинописные письма из древней Анатолии, возраст которых составляет 4000 лет, не вскрывая…
Подтверждена гипотеза о двух жидких состояниях воды
Международной группе исследователей впервые удалось подтвердить на молекулярном уровне, что жидкая вода - это сочетание двух разных состояний, одно из которых плотнее другого. Данные структуры постоянно сменяют друг друга. Открытие…
JP: У стресса выявили опасную способность провоцировать образование тромбов
Острый стресс провоцирует каскад биохимических реакций, физически меняющих структуру крови и повышающих риски образования тромбов. К этому выводу пришли сотрудники Университета Южного Уэльса. Результаты работы они опубликовали в издании Journal…
Гибель младенца в Егорьевске и 419 БПЛА. Последствия атак ВСУ на российские регионы
Средства ПВО за прошедшую ночь перехватили и уничтожили над российскими регионами 419 украинских беспилотников, сообщили в Минобороны РФ. Частный дом загорелся в Егорьевске в результате падения БПЛА. Погиб шестимесячный младенец,…
Королев: из-за атаки БПЛА под Тверью погибла женщина
Обломки украинского беспилотника попали в жилой дачный дом в Кимрском муниципальном округе Тверской области, погибла пожилая женщина. Об этом сообщил в "Максе" глава региона Виталий Королев. "В Кимрском муниципальном округе…
В Белгородской области при атаках ВСУ погиб мирный житель, еще четверо ранены
ВСУ с помощью дронов атаковали территорию Белгородской области, один человек погиб, еще четверо получили различные ранения. Об этом сообщили в оперштабе региона. "В результате целенаправленных атак со стороны ВСУ один…
Япония сколачивает военный кулак у российских границ
На Окинаве проведены мероприятия, посвященные 81-й годовщине битвы за этот остров, продолжавшейся с ...
Древняя окаменелость рыбы сохранила свой мозг на протяжении 300 млн лет
Большинство ископаемых останков содержат лишь кости и ничего больше. Лишь немногие сохраняют нечто г...
Всегда смущало наличие в ПДД гужевой повозки. Сейчас вообще вопросов не возникает.
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".