Исследователи характеризуют новый белок, который играет ключевую роль в генетической стабильности клеток

        

Исследователи из Центра исследований белков «Ново Нордиск» на факультете здравоохранения и медицинских наук охарактеризовали новый белок, который важен для генетической стабильности наших клеток. Это может быть важно для разработки новых препаратов против генетически обусловленных заболеваний, таких как рак, стерильность и преждевременное старение.

Все наши клетки содержат генетический материал, ДНК, который контролирует активность клеток. Если генетический материал поврежден, раковые клетки могут развиться. Поэтому многие белки и ферменты ответственны за стабилизацию и защиту нашей ДНК от постоянных повреждений и мутаций.

Исследователи из Центра исследований белков «Ново Нордиск» на факультете здравоохранения и медицинских наук Копенгагенского университета обнаружили и охарактеризовали новый белок под названием ZUFSP. Существует много свидетельств того, что белок играет ключевую роль в обеспечении того, чтобы наш генетический материал оставался стабильным.

«Белок ZUFSP ранее не характеризовался, но, по-видимому, содержал определенные последовательности, часто встречающиеся в белках, вовлеченных в то, что упоминается как ответ на повреждение ДНК. Кроме того, есть много свидетельств того, что ZUFSP играет основную роль в оказании помощи клеткам в сохранении генетической стабильности. Если мы удалим ZUFSP, клетки станут генетически неустойчивыми », – говорит руководитель исследования и профессор Нильс Мейлэнд.

Генетическая стабильность играет главную роль в различных аспектах здоровья человека. Хотя наиболее очевидным примером заболевания, вызванного генетической нестабильностью, является рак, он также играет роль в нейродегенерации, иммунодефиците, бесплодии и слишком раннем старении, среди прочих.

ДНК-сигнализация

Ответ на повреждение ДНК организма гарантирует, что повреждения ДНК будут исправлены правильно. Он действует как система сигнализации, которая реагирует каждый раз, когда повреждение или изменение происходят с ДНК. Среди прочего, ответ на повреждение посылает определенные молекулы с различными функциями из-за повреждения ДНК. Одна из этих молекул называется ubiquitin. Они соединены в цепи и могут выступать в качестве сигнала каталога для белков, ответственных за восстановление повреждений, но они также могут остановить рост клеток до тех пор, пока повреждение или ошибка не будут восстановлены.

Если окажется невозможным восстановить обширные повреждения ДНК, клетка обычно запрограммирована на уничтожение себя. Однако из-за генетических изменений, например, вызванных неудачным восстановлением ДНК, раковые клетки не всегда это делают. Вместо этого раковая клетка расщепляется, создавая много новых клеток, которые могут потенциально развиваться в опухоли рака.

Недавно обнаруженный белок принадлежит к классу ферментов, называемых дебиквитилирующими ферментами или DUB. Их функция состоит в том, чтобы удалить цепи убиквитина, как только они выполнили свою работу.

'Помимо того, что ZUFSP, играя роль в генетической стабильности, мы также неожиданно обнаружили, что ZUFSP является DUB, способным удалять определенный тип ubiquitin-цепи. Этот тип ubiquitin цепи находится в области вокруг повреждения ДНК и привлекает важные ремонтные белки к повреждению », – говорит руководитель исследования и профессор Нильс Майланд.

Существует шесть известных классов DUB. Недавно открытый ZUFSP не вписывается ни в один из этих классов и поэтому определяет свой собственный седьмой класс.

Исследователи до сих пор не знают точно, почему для ZUFSP важно удалить цепи убиквитина из области повреждения ДНК. Это их впечатление, однако, что баланс играет основную роль в восстановлении повреждений ДНК. В случае дисбаланса между белками, которые прикрепляют цепочки, и теми, которые удаляют их снова, белки не выполняют ремонт, а также когда они находятся в равновесии.

Неизвестная функция в реакции восстановления ДНК

Когда исследователи впервые обнаружили нехарактеризованный ZUFSP, они обнаружили, что он в значительной степени ведет себя как другие белки, участвующие в репарации ДНК. Многие из этих белков аккумулируются физически вокруг повреждений ДНК. Это также относится к ZUFSP.

«Когда мы хотим проверить, играет ли белок, подобный ZUFSP, в ответ на повреждение ДНК, мы можем, например, выбрать прикрепление небольшого маркера к белку, называемому« зеленым флуоресцентным белком ». Он светится зеленым в микроскопе. Если затем мы индуцируем повреждение ДНК клеткой, мы можем видеть, что ZUFSP, теперь светящийся зеленым цветом, физически движется к повреждению ДНК », – говорит руководитель исследования и профессор Нильс Мейланд.

Движение ZUFSP к повреждению ДНК указывает на то, что белок, в дополнение к удалению убиквитиновых цепей, также в широком смысле играет роль в реакции повреждения ДНК. Пока исследователи точно не знают, что это за роль.

Большой потенциал в развитии наркотиков

Несмотря на то, что на вопросы по-прежнему приходится отвечать, открытие ZUFSP является значительным.

«Это очень фундаментальное открытие. Сейчас мы знаем, что такое ZUFSP и что он может сделать. Теперь мы должны попытаться понять, что происходит на молекулярном уровне и его возможная биологическая значимость для патогенеза », – говорит руководитель исследования и профессор Нильс Мейланд.

Точно в отношении болезней, ZUFSP и другие DUB могут прийти к огромной разнице через пару лет в будущее.

«В этих DUBs много внимания уделяется обнаружению наркотиков. Он является новой пионерской областью с многообещающим потенциалом, когда дело доходит до разработки методов лечения рака и других лекарств », – говорит он.

Источник:

http://healthsciences.ku.dk/news/2018/04/new-research-uncovers-stability-protein-for-cancer-treatment/

      

Source link