Молекулярный продукт. Ученые определили одну из причин агрессивного рака печени

Исправление ошибок имеет решающее значение для клеток из-за постоянного возникновения сбоев во время клеточной деятельности. Тем не менее, создание ошибок полезно для уничтожения раковых клеток. Радиотерапия и химиотерапия вызывают клеточные дефекты, повреждая ДНК раковых клеток. К сожалению, некоторые опухолевые клетки обладают высокоэффективной системой репарации ДНК, что позволяет им избежать лечения. Новое исследование, опубликованное Оскаром Льоркой, Фернандо Морено-Эрреро и Пури Фортесом из Университета Наварры, проливает свет на одну из этих необычных систем репарации ДНК. Команда раскрыла функцию молекулярного основного продукта, используя передовой метод нанотехнологии, отмечая первый раз, когда он наблюдался в действии, пишет SciTechDaily.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

При раке печени с наихудшим прогнозом

Несколько лет назад две команды исследователей обнаружили, что около половины пациентов с гепатоцеллюлярной карциномой (наиболее распространенным типом рака печени) продуцируют молекулу РНК под названием NIHCOLE, которая обнаруживается в основном в наиболее агрессивных опухолях и связана с плохим прогнозом. Фортес, Льорка и Морено-Эрреро пришли к выводу, что NIHCOLE очень эффективно помогает восстановить поврежденную ДНК, поэтому лучевая терапия менее эффективна при опухолях, где она присутствует. При устранении NIHCOLE раковые клетки, подвергшиеся лучевой терапии, умирают легче.

Однако молекулярный механизм, с помощью которого NIHCOLE способствует восстановлению разрывов ДНК, неизвестен. Новое исследование объясняет это: NIHCOLE образует мост, который связывает фрагменты разорванной ДНК вместе.

"NIHCOLE одновременно взаимодействует с белками, которые распознают два конца фрагментированной ДНК, как бы сшивая их вместе", — объясняют Льорка и Морено-Эрреро.

Понимание этого механизма может помочь в разработке стратегий борьбы с раком печени с наихудшим прогнозом. "Использование препаратов-ингибиторов NIHCOLE может представлять собой новую терапию для наиболее распространенной формы рака печени", — говорят исследователи.

Магнитные нанопинцеты для растяжения ДНК

Чтобы понять, как работает NIHCOLE, группа Фернандо Морено-Эрреро использовала магнитный пинцет — нанотехнологический метод, позволяющий изучать физические свойства отдельных молекул.

Исследователи разработали молекулу, которая имитирует разорванную ДНК, что позволяет им обнаруживать соединение между двумя фрагментированными концами. Сначала они прикрепляют крошечную магнитную бусину размером в одну тысячную миллиметра к одному концу ДНК, а затем используют магнитный нанопинцет, чтобы потянуть за этот конец. Длина растянутой ДНК показывает, является ли она воссозданной молекулой ДНК, в которой разорванные концы ДНК соединены вместе, или она все еще разорвана.

Для авторов исследования эти данные показывают, что NIHCOLE "предоставляет преимущества опухолевым клеткам, помогая им восстанавливать разрывы ДНК, тем самым поддерживая злокачественную пролиферацию раковых клеток, несмотря на накопление повреждений ДНК, возникающих в результате стресса самого клеточного деления".

"Мусорная ДНК", которая больше не является мусором

NIHCOLE — это не белок, синтезируемый геном, а молекула РНК. Это часть того, что биологи назвали мусорной ДНК два десятилетия назад, когда секвенировали геном человека. В то время они ошибочно полагали, что эта ДНК бесполезна.

Льорка объясняет: "Одна из центральных догм биологии состоит в том, что информация, содержащаяся в каждом гене, в ДНК, транслируется в белки. Поэтому ученые были ошеломлены, когда обнаружили, что только 2% нашей ДНК содержат гены. Для чего был остальной наш геном? Немыслимо, чтобы 98% генома составляла мусорная, бесполезная ДНК. В последнее десятилетие было показано, что часть этого неизученного генома производит очень длинные молекулы РНК, некоторые из которых имеют преобладающую функцию при раке".

NIHCOLE — одна из таких длинных молекул РНК, существование и функция которых были обнаружены лишь недавно в такой степени, что биологи до сих пор изумляются. Удивительно также, что требуется лишь небольшой кусочек NIHCOLE, чтобы он действовал как основной молекулярный продукт.

"Это позволит разработать лекарства, которые блокируют или искажают эту структуру и, таким образом, повышают эффективность лучевой или химиотерапии у онкологических больных", — говорят авторы статьи.

Ранее Фокус писал об инновации в лечении опухолей. Согласно новому исследованию, раковые клетки могут быть преобразованы в клетки, которые помогают иммунной системе начать атаку на опухоль.