Удачное сочетание технологий и научных открытий в сочетании с догадками позволило исследователям Института рака Университета Питтсбурга (UPCI) выявить ранее невидимый биологический процесс, который может быть причастен к быстрому росту некоторых видов рака.
Проект, финансируемый Национальными институтами здравоохранения (NIH), описан в сегодняшнем выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
"Я был так поражен тем, что увидел," сказал ведущий автор Масахиро Шуда, доктор философии.D., доцент кафедры микробиологии Питта & Молекулярная генетика. "Мы повторяли и повторяли нашу работу, чтобы доказать, что стандартная научная догма не была полной историей."
Доктор. Шуда и его коллеги показали, что хорошо известный раковый белок под названием mTOR, который ранее считался единоличным ответственным за контроль формы продукции белка, важной в раковых клетках, называемой cap-зависимой трансляцией, может фактически передать свою работу другому белку. CDK1, когда клетки делятся. Они наблюдали за процессом, исследуя вирусный онкопротеин, который позволяет обычному и обычно безвредному вирусу превращать здоровые клетки в раковые.
Полиомавирус клеток Меркеля (MCV) был открыт в 2008 году соавторами Юань Чанг, М.D., и Патрик С. Мур, М.D., M.п.ЧАС., в Программе вирусологии рака в UPCI, партнер UPMC CancerCenter. Он вызывает редкий, но смертельный рак кожи, называемый карциномой из клеток Меркеля. Позже они обнаружили вирусный белок, названный "небольшой опухолевый белок," или sT. Это может запустить цепную реакцию, которая способствует росту опухоли, устойчивой к противораковым препаратам, которые ингибируют белок mTOR.
В исследованиях, проведенных еще в 1960-х годах, ученые предположили, что кэп-зависимый синтез белка отключается во время деления клеток. Новое исследование показывает, что это не обязательно так, и что CDK1 может заменить mTOR. И mTOR, и CDK1 работают, ингибируя белок-привратник, называемый 4E-BP1, который отключает кэп-зависимый синтез белка.
Менее 1 процента клеток находится в активном цикле деления, называемом митозом, даже при очень агрессивных формах рака, что затрудняет изучение клеток в митозе. Кроме того, лекарство, традиционно используемое для остановки клеток во время деления, ингибирует выработку белка CDK1. Вероятно, поэтому предыдущие исследования не выявили важной роли, которую, по-видимому, играет CDK1.
Доктор. Шуда использовал технологию, называемую проточной цитометрией, для идентификации клеток, подвергающихся делению. С помощью специальных флуоресцентных меток он смог увидеть, как митотические клетки продуцируют полностью инактивированный 4E-BP1 с помощью CDK1. Он также напрямую измерил белки, вырабатываемые во время митоза.
Конечно, даже когда mTOR был отключен, CDK1 все еще присутствовал и был способен обеспечить синтез белка, необходимого для прогрессирования клеточного деления.
"Мы все еще не можем сказать, что этот процесс с участием CDK1 способствует развитию рака – это то, чем мы займемся в будущих исследованиях," сказал доктор. Мур, старший автор и профессор молекулярной генетики и биохимии в Pitt. "Но это указывает на фундаментальный механизм контроля в клеточной биологии и приводит к интересной возможности того, что создание или объединение противораковых лекарств, чтобы они подавляли синтез белка, связанного с mTOR и CDK1, могло бы стать очень полезным лечением."