- 14,594
- 22
- 8 Ноя 2022
Неожиданная мутация может стать ключом к лечению рака.
Случайное Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся в Национальном институте рака США, сделанное в 1940-х годах, спустя более полувека позволило ученым понять золотой принцип работы клеточных механизмов. Исследователи выяснили, что рибосомы - крошечные клеточные фабрики по производству белков - обладают неожиданным разнообразием и каждая из них специализируется на создании конкретных типов белков. Открытие полностью противоречит устоявшемуся представлению о рибосомах как об одинаковых и универсальных структурах.
Началась эта история, когда ученые заметили необычный помет мышей с короткими изогнутыми хвостами и аномально расположенными ребрами, растущими из шейных позвонков. Штамм получил название "короткохвостый" и на протяжении десятилетий оставался загадкой для исследователей.
Разгадка пришла только в 2011 году, когда биолог Мария Барна из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружила, что причиной деформаций стала мутация, из-за которой из рибосом исчезал определенный белок RPL38. Открытие вызвало шок в научном сообществе - все ожидали найти изменения в генах, отвечающих за развитие организма, но никак не в структуре Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся .
Дальнейшие исследования дали еще более удивительные результаты. У других мутантных мышей дефект белка RPL10A вызывал драматические последствия - эмбрионы выглядели так, будто их заднюю часть отрезали гильотиной сразу за задними конечностями.
Находка казалась невероятной еще и потому, что клетки обладают строжайшей системой контроля качества рибосом. Обычно дефектные рибосомы, способные производить неправильные белки, немедленно уничтожаются. Более того, эмбрионы с мутациями в генах рибосомных белков, как правило, погибают на ранних стадиях развития.
Однако природа преподнесла ученым сюрприз - оказалось, что существуют исключения из этого правила. У людей встречается редкое заболевание - врожденная аспления, при которой дети рождаются без селезенки из-за мутации всего одного рибосомного белка, в то время как все остальные органы развиваются нормально.
Профессор Барна, теперь работающая в Стэнфордском университете, выдвинула революционную гипотезу. По ее мнению, ключевую роль играет избирательное сродство рибосом к определенным типам матричной РНК (мРНК). Ее исследования показали, что рибосомы без белка RPL38 хуже связываются с мРНК, кодирующей особые гомеобоксные белки, критически важные для правильного формирования задней части тела эмбриона.
Аналогичным образом рибосомы без белка RPL10A демонстрируют пониженное сродство к мРНК, отвечающей за синтез белков сигнального пути Wnt. Недостаточное количество этих важнейших белков приводит к к остановке развития после формирования задних конечностей. А некоторые генетические нарушения, например синдром Тричера Коллинза (вызывающий аномалии лица) и синдром Швахмана-Даймонда (влияющий на развитие скелета), могут быть связаны не столько с необычными рибосомами, сколько с их общей нехваткой.
Ученые обнаружили поразительное разнообразие в составе рибосом разных типов клеток. Например, набор рибосомных белков существенно различается в нейронах и клетках кишечника. Более того, внутри одной клетки могут сосуществовать различные типы рибосом, каждый из которых специализируется на производстве определенных белков.
Биохимик Катрин Карбштейн из Университета Вандербильта сделала еще одно важное открытие, изучая дрожжи. В условиях высокой концентрации соли примерно половина рибосом теряет белок Rps26. Такие модифицированные рибосомы оказались более эффективными в синтезе белков, необходимых клетке для выживания в стрессовых условиях.
Нобелевский лауреат Ада Йонат из Института Вайцмана в Израиле отмечает особую консервативность центрального участка рибосомной РНК, где происходит соединение аминокислот в белковые цепи. Эта область выглядит практически идентично у всех известных видов живых организмов, что указывает на ее древнейшее происхождение.
Открытие разнообразия рибосом может иметь огромное значение для медицины. Около четверти всех онкологических заболеваний связаны с генетическими изменениями в рибосомных белках. Раковым клеткам требуется усиленный синтез белка для быстрого деления, и они научились использовать различные варианты рибосом в своих целях.
Во время роста опухоли и метастазирования определенные белки производятся в повышенных количествах. Ученые установили важную роль рибосомного белка RPL24 в этом процессе - его отсутствие в рибосомах мышей предотвращает тот избыток, который необходим для пролиферации раковых клеток.
Случайное Для просмотра ссылки Войди
Началась эта история, когда ученые заметили необычный помет мышей с короткими изогнутыми хвостами и аномально расположенными ребрами, растущими из шейных позвонков. Штамм получил название "короткохвостый" и на протяжении десятилетий оставался загадкой для исследователей.
Разгадка пришла только в 2011 году, когда биолог Мария Барна из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружила, что причиной деформаций стала мутация, из-за которой из рибосом исчезал определенный белок RPL38. Открытие вызвало шок в научном сообществе - все ожидали найти изменения в генах, отвечающих за развитие организма, но никак не в структуре Для просмотра ссылки Войди
Дальнейшие исследования дали еще более удивительные результаты. У других мутантных мышей дефект белка RPL10A вызывал драматические последствия - эмбрионы выглядели так, будто их заднюю часть отрезали гильотиной сразу за задними конечностями.
Находка казалась невероятной еще и потому, что клетки обладают строжайшей системой контроля качества рибосом. Обычно дефектные рибосомы, способные производить неправильные белки, немедленно уничтожаются. Более того, эмбрионы с мутациями в генах рибосомных белков, как правило, погибают на ранних стадиях развития.
Однако природа преподнесла ученым сюрприз - оказалось, что существуют исключения из этого правила. У людей встречается редкое заболевание - врожденная аспления, при которой дети рождаются без селезенки из-за мутации всего одного рибосомного белка, в то время как все остальные органы развиваются нормально.
Профессор Барна, теперь работающая в Стэнфордском университете, выдвинула революционную гипотезу. По ее мнению, ключевую роль играет избирательное сродство рибосом к определенным типам матричной РНК (мРНК). Ее исследования показали, что рибосомы без белка RPL38 хуже связываются с мРНК, кодирующей особые гомеобоксные белки, критически важные для правильного формирования задней части тела эмбриона.
Аналогичным образом рибосомы без белка RPL10A демонстрируют пониженное сродство к мРНК, отвечающей за синтез белков сигнального пути Wnt. Недостаточное количество этих важнейших белков приводит к к остановке развития после формирования задних конечностей. А некоторые генетические нарушения, например синдром Тричера Коллинза (вызывающий аномалии лица) и синдром Швахмана-Даймонда (влияющий на развитие скелета), могут быть связаны не столько с необычными рибосомами, сколько с их общей нехваткой.
Ученые обнаружили поразительное разнообразие в составе рибосом разных типов клеток. Например, набор рибосомных белков существенно различается в нейронах и клетках кишечника. Более того, внутри одной клетки могут сосуществовать различные типы рибосом, каждый из которых специализируется на производстве определенных белков.
Биохимик Катрин Карбштейн из Университета Вандербильта сделала еще одно важное открытие, изучая дрожжи. В условиях высокой концентрации соли примерно половина рибосом теряет белок Rps26. Такие модифицированные рибосомы оказались более эффективными в синтезе белков, необходимых клетке для выживания в стрессовых условиях.
Нобелевский лауреат Ада Йонат из Института Вайцмана в Израиле отмечает особую консервативность центрального участка рибосомной РНК, где происходит соединение аминокислот в белковые цепи. Эта область выглядит практически идентично у всех известных видов живых организмов, что указывает на ее древнейшее происхождение.
Открытие разнообразия рибосом может иметь огромное значение для медицины. Около четверти всех онкологических заболеваний связаны с генетическими изменениями в рибосомных белках. Раковым клеткам требуется усиленный синтез белка для быстрого деления, и они научились использовать различные варианты рибосом в своих целях.
Во время роста опухоли и метастазирования определенные белки производятся в повышенных количествах. Ученые установили важную роль рибосомного белка RPL24 в этом процессе - его отсутствие в рибосомах мышей предотвращает тот избыток, который необходим для пролиферации раковых клеток.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
