Несподіване відкриття може виявити, як розвивається рак

Несподіване відкриття може дати вченим нове розуміння того, як розвивається рак – і як з ним боротися. Дослідники з Північно-Західного університету виявили раніше невідому функцію білка під назвою Exportin-1 (також відомого як Xpo1 або Crm1), який знаходиться в ядрах усіх рослинних і тваринних клітин. Хоча раніше було відомо, що Exportin-1 транспортує матеріали з ядра, команда встановила, що він також відіграє ключову роль у посиленні генної транскрипції – процесу копіювання ДНК у РНК для активації експресії генів.

Зв’язок із розвитком раку

«Оскільки Exportin-1 часто надмірно експресується в ракових клітинах і лейкемії, ця робота також відкриває можливість, що його нововідкрита функція відіграє важливу роль у стимулюванні росту раку», – сказав професор молекулярної біології Джейсон Брікнер, керівник дослідження. «Ця робота дає молекулярне пояснення явищу, яке я відкрив 20 років тому – переміщенню генів до ядерної периферії, коли вони активуються».

20-річні дослідження Брікнера в департаменті молекулярних біонаук у Північно-Західному університеті зосереджені переважно на дріжджах – організмі, який є «відмінною моделлю для вивчення еукаріотичних клітин», оскільки має багато універсальних ядерних особливостей, спільних для всіх рослин, тварин і грибів. Оскільки Exportin-1 є в усіх цих організмах, його взаємодія з геномом може бути загальною для всіх еукаріотів.

Міждисциплінарна команда використала різноманітні методи для розкриття специфічних функцій Exportin-1 у пекарських дріжджах, зокрема відстеження окремих молекул, локалізацію хроматину в живих клітинах, картування геному та біохімічні аналізи.

Наслідки для лікування раку

«Exportin-1 надмірно експресується при багатьох видах лейкемії та раку. Оскільки він зв’язується з геномом, це може змінювати транскрипцію, сприяючи розвитку онкогенезу», – пояснила Тіффані Ге, аспірантка Північно-Західного університету та перший автор дослідження. «Інгібітори Exportin-1 призначають пацієнтам, які не реагують на хіміотерапію першої або другої лінії. Але ці ліки дуже токсичні та мають багато побічних ефектів, оскільки блокують весь ядерний експорт – життєво важливу функцію клітин».

Нове розуміння подвійної ролі білка відкриває можливість того, що його надмірна експресія сприяє розвитку раку шляхом посилення експресії генів, відповідальних за поділ клітин. Якщо вдасться вибірково пригнічувати лише цей процес, не порушуючи ядерний експорт, це може призвести до створення більш безпечних та ефективних ліків. Однак поки що не з’ясовано, чи є ця функція Exportin-1 критично важливою і чи викличе її блокування аналогічні токсичні ефекти.

Перш ніж розглядати можливість розробки ліків, вчені планують підтвердити, що взаємодія між транскрипційними факторами та Exportin-1 є універсальною для різних видів, а також детальніше вивчити молекулярний механізм цього процесу.