Մոլեկուլային ձևի փոփոխիչներ

ՄԱԿ-ի թիմը պարզել է, որ սպիտակուցները կարող են անցնել ԴՆԹ-ի ընթերցումից մինչև այն վերականգնելու՝ ուղի ցույց տալով քաղցկեղի բուժման նոր մեթոդներ

Բնակվում է մեր յուրաքանչյուր բջիջի ներսում, մեր ԴՆԹ-ն գործում է որպես սպիտակուցներ պատրաստելու բաղադրատոմսերի գիրք: Բայց եթե բաղադրատոմսը սխալ է, ի՞նչ է անում բջիջը:

Պենգ Մաոն, բ.գ.թ., և նրա թիմը հայտնաբերել են իրադարձությունների մի բարդ շարք, որոնք բջիջներն օգտագործում են մեր ԴՆԹ-ն վերականգնելու համար, մինչ բաղադրատոմսերն ընթերցվում են: Թիմը հրապարակել է իրենց ուսումնասիրությունը հուլիսի 20-ի առցանց հրատարակության մեջ Մանրամասն ՀՀ ԳԱԱ. Նրանց բացահայտումները կարող են հանգեցնել քաղցկեղի բուժման բարելավմանը:

Մաոն՝ UNM-ի մոլեկուլային բժշկության բաժնի ասիստենտ, բացատրում է, որ մեր բջիջներից յուրաքանչյուրն ունի սպիտակուցներ, որոնք նրան հնարավորություն են տալիս կատարել իր առաջադրանքները: ԴՆԹ-ն կոդավորում է այս բոլոր սպիտակուցների բաղադրատոմսերը իր սանդուղքի նման կառուցվածքի աստիճաններում:

Բայց Մաոն ասում է. «ԴՆԹ-ն այնքան էլ կայուն չէ, որքան մարդիկ ի սկզբանե կարծում էին: Այն կարող է վնասվել, այլ կերպ ասած՝ քիմիապես ձևափոխված»։

Բջիջները օգտագործում են մի քանի տարբեր մեթոդներ վնասը վերականգնելու համար: Մաոն և նրա թիմը, որը ներառում է UNM-ի և Վաշինգտոնի պետական ​​համալսարանի իր նախկին լաբորատորիայի գիտնականները, ուսումնասիրել են այս մեթոդներից մեկը, որը կոչվում է արտագրման զուգակցված ԴՆԹ-ի վերականգնում:

Տրանսկրիպցիան գործընթացի առաջին քայլն է, որը բջիջները օգտագործում են ԴՆԹ-ի կոդը սպիտակուցների վերածելու համար: Բջջային միջուկի փոքրիկ տարածության ներսում ԴՆԹ-ն խճճված կերպով պտտվում է իր վրա: Սպիտակուց ստեղծելու համար բջիջը պետք է քանդի և առանձնացնի ԴՆԹ-ի այն հատվածը, որը պարունակում է այդ սպիտակուցի գենային հաջորդականությունը՝ բաղադրատոմսը:

Տրանսկրիպցիայի ժամանակ մի խումբ սպիտակուցներ, որոնք կոչվում են ՌՆԹ պոլիմերազներ, շարժվում են չլուծված և առանձնացված ԴՆԹ-ի երկայնքով՝ վերծանելով գեները և կառուցելով համապատասխան մոլեկուլներ, որոնք կոչվում են սուրհանդակ ՌՆԹ: Սուրհանդակային ՌՆԹ-ն այնուհետև շարժվում է դեպի բջջի սպիտակուցներ պատրաստող կառույցներ:

Տրանսկրիպցիայի ընթացքում ՌՆԹ պոլիմերազը կդադարի, եթե հանդիպի ԴՆԹ-ի վնասված հատվածին: «[Դա] նման է գծերի վրա շարժվող գնացքի», - ասում է Մաոն: «Եթե դուք վնաս ունեք, դա կխոչընդոտի գնացքի շարժը»:

Մաոյի թիմը հայտնաբերել է բջջային իրադարձությունների խորեոգրաֆիկ հաջորդականություն, որը վերականգնում է գենի վնասը՝ ՌՆԹ պոլիմերազային գնացքը նորից շարժելու համար:

CSB կոչվող սպիտակուցը գնում է դադարեցված ՌՆԹ պոլիմերազին և կապվում դրան՝ տեղահանելով SPT4/SPT5 կոչվող զույգ սպիտակուցները: Այս սպիտակուցները, երբ կապված են ՌՆԹ պոլիմերազի հետ, օգնում են նրան շարժվել ԴՆԹ-ի երկայնքով գեների նորմալ տրանսկրիպացիայի ժամանակ: Երբ դրանք տեղահանվում են, ՌՆԹ պոլիմերազը դադարում է:

SPT4/SPT5-ի թողարկումը փոխում է ՌՆԹ պոլիմերազի ձևը՝ թույլ տալով ԴՆԹ վերականգնող սպիտակուցներին միանալ դրան։ ԴՆԹ վերականգնող սպիտակուցներով ՌՆԹ պոլիմերազը տրանսկրիպցիայից անցնում է վերականգնման: Հենց որ ԴՆԹ-ն ամրագրվի, ՌՆԹ պոլիմերազը կարող է վերսկսել իր տրանսկրիպցիան:

Մաոն զգույշ է նշում, որ գիտնականները դեռ չգիտեն, թե ինչպես է ՌՆԹ պոլիմերազը փոխվում գեների վերականգնման ռեժիմից դեպի տառադարձման ռեժիմ: Դա այն ոլորտն է, որը նա և իր թիմը կցանկանային ուսումնասիրել: Բայց ավելին իմանալը բջջային սպիտակուցների այս պարի մասին, Մաոն ասում է, որ կարող է օգնել մեր գոյություն ունեցող քաղցկեղի դեղամիջոցների զինանոցն ավելի հզոր դարձնել:

Մաոն բացատրում է, որ արգելակելով արտագրման հետ կապված ԴՆԹ-ի վերականգնումը, հնարավոր է քաղցկեղի բջիջները զգայունացնել քիմիաթերապիայի և ճառագայթային թերապիայի նկատմամբ, որոնք աշխատում են մեծ քանակությամբ թունավոր գենային վնաս պատճառելով:

«Եթե դուք ունեք տառադարձման զուգակցված վերանորոգման ամուր մեխանիզմներ, ինչպես նաև ԴՆԹ-ի վերականգնման այլ ուղիներ», - ասում է Մաոն: «Դա քաղցկեղի բջիջներին առավելություն կտա գոյատևելու համար»: Այսպիսով, քաղցկեղի բջիջներին զսպելը, որպեսզի չօգտագործեն տրանսկրիպցիայով զուգակցված ԴՆԹ-ի վերականգնումը, կարող է նրանց ավելի զգայուն դարձնել դեղամիջոցների և ճառագայթման նկատմամբ:

Մաոն ասում է, որ հասկանալը, թե ինչպես են տարբեր սպիտակուցներն օգնում կամ խանգարում ԴՆԹ-ի վերականգնման գործընթացին, կօգնի վերահսկել, թե ինչպես են քաղցկեղի բջիջները արձագանքում քիմիաթերապիային և ճառագայթային թերապիային:

«Մենք շատ հուզված ենք», - ասում է Մաոն իր թիմի հայտնագործության մասին: «Սա մեզ մեծ քաջալերություն է տալիս: Դեռևս շատ անպատասխան հարցեր կան, նույնիսկ այս կոնկրետ ճանապարհին»։

-

Պենգ Մաոն, բ.գ.թ., Նյու Մեքսիկոյի համալսարանի բժշկության դպրոցի մոլեկուլային բժշկության բաժնի ներքին բժշկության ամբիոնի ասիստենտ է:

"Rad26-ի ամբողջ գենոմի դերը խմորիչ քրոմատինում տրանսկրիպցիայով զուգակցված նուկլեոտիդային հեռացման վերականգնման խթանման գործում», հրապարակվել է Proceedings of the National Academy of Sciences առցանց հրատարակության 20 թվականի հուլիսի 2020-ին։ Այս աշխատանքը համագործակցություն է Մոլեկուլային կենսաբանության դպրոցի և Վաշինգտոնի պետական ​​համալսարանի Վերարտադրողական կենսաբանության կենտրոնի և Նյու Մեքսիկոյի համալսարանի քաղցկեղի համապարփակ կենտրոնի Բջջային և մոլեկուլային ուռուցքաբանության ծրագրի ներքին բժշկության բաժանմունքի միջև: Հեղինակներն են՝ Mingrui Duan, PhD; Քաթիրեզան Սելվամ, բ.գ.թ. Ջոն Ջ. Ուիրիկ, բ.գ.թ. և Պենգ Մաոն, բ.գ.թ.

Առողջապահության ազգային ինստիտուտի քաղցկեղի ազգային ինստիտուտը աջակցել է այս հրապարակման մեջ նշված հետազոտությանը P30CA118100 մրցանակի համարով, գլխավոր հետազոտող՝ Շերիլ Ուիլման, MD: Բովանդակությունը բացառապես հեղինակների պատասխանատվությունն է և պարտադիր չէ, որ ներկայացնի Առողջապահության ազգային ինստիտուտի պաշտոնական տեսակետները: