Ученые обнаружили, по крайней мере, один случай, когда младший из братьев и сестер получает право на помощь, и больные раком могут однажды получить выгоду.
Белок Chk1 давно известен как контрольная точка в развитии клеток: он не дает нормальным и поврежденным клеткам делиться до тех пор, пока их ДНК не будет полностью реплицирована или отремонтирована. Теперь ученые из Университета медицинских наук Джорджии и Калифорнийского технологического института открыли более короткую форму, которую они назвали Chk1-S ("S" сокращенно), который по существу нейтрализует своего более длинного брата, так что деление клеток может продолжаться.
Эта более короткая форма находится на более высоких уровнях в раковых клетках, а также в тканях плода, и то и другое требует ускоренного деления клеток. Но ученые также показали, что очень высокие уровни Chk1-S фактически уменьшают рост опухоли и вызывают преждевременное деление и гибель других клеток.
"Chk1 необходим для деления всех клеток, даже раковых, поэтому, если вы полностью подавите его, сверхэкспрессируя Chk1-S, эти клетки также не будут расти," сказал доктор. Навйотсингх Пабла, научный сотрудник Калифорнийского технологического института. Экспрессия Chk1-S почти равна нулю в нормальных неделящихся клетках.
По их словам, эти результаты, опубликованные в Proceedings of the National Academy of Sciences, указывают на потенциал краткой формы в диагностике и / или лечении рака. Ингибиторы Chk1, которые способствуют аномальному делению клеток ?? а вероятная гибель клеток ?? произойти до завершения репликации / восстановления ДНК, уже тестируются на пациентах.
"Chk1-S экспрессируется только в то время, когда ДНК реплицируется или восстанавливается, поэтому он связывается со своим родственным белком, Chk1, антагонизируя его, поэтому теперь клетка может делиться," сказал доктор. Чжэн Донг, клеточный биолог из GHSU и Медицинского центра по делам ветеранов Чарли Норвуда в Огасте. "Вопрос, который не давал покоя на протяжении многих лет: как регулируется Chk1??"
Они обнаружили, что значительно увеличивающиеся уровни Chk1-S индуцируют деление клеток независимо от того, завершена ли репликация или репарация ДНК. Неполная репликация или репарация ДНК может привести к спонтанному самоубийству клеток, но также может привести к хромосомным или генетическим дефектам, ведущим к образованию раковых клеток. Кроме того, раковые клетки намеренно мутируют, чтобы противостоять лечению. Пабла предполагает, что экспрессия более короткой версии может быть неправильной в раковых клетках. "Мы очень заинтересованы в достижении этого."
"Приятно обнаружить важный регулятор такого важного белка, который, как мы думаем, может способствовать развитию рака, а также его лечению," Донг сказал.
Chk1 и Chk1-S производятся одним и тем же геном, они просто по-разному сращиваются. Один из способов включения Chk1 – фосфорилирование или добавление фосфата, который может активировать или деактивировать белок. Уровень фосфорилирования Chk1 особенно велик, когда требуется репарация ДНК. Chk1, в свою очередь, временно останавливает клеточный цикл, фосфорилируя другой белок. Интересно, что Chk1-S не может связываться со своим братом, когда Chk1 фосфорилируется. Известно, что умственная отсталость может быть результатом мутации ATR, белка, чувствительного к повреждению ДНК, который фосфорилирует Chk1.
Хотя самый большой всплеск деления клеток происходит во время развития, он продолжается всю жизнь в таких областях, как кровь, кожа и желудочно-кишечный тракт, где обмен клеток высок. "Многие ткани нуждаются в регенерации," сказал Донг.