Белковые капли в ядре клетки защищают от рака

Учёные из Института нанобиологических наук Университета Канадзавы представили новую модель защиты клеток от рака, основанную на функциональной роли белка CHD1 в формировании геномных конденсатов. В ходе комплексных исследований было установлено, что данный белок регулирует экспрессию генов, участвуя в организации хроматина и формировании динамических структур, называемых конденсатами. Эти структуры обеспечивают стабильную активность генов-супрессоров опухолей, таких как TP53 и CDKN1B, играющих ключевую роль в клеточном цикле и апоптозе. Результаты исследования опубликованы в престижном журнале Nature Communications, что свидетельствует о значимости данного открытия для научного сообщества.

Генетическая информация в клеточном ядре организована в компактную структуру, контролируемую специализированными белковыми комплексами. Одним из таких комплексов является белок CHD1, обладающий способностью перестраивать структуру ДНК и активировать гены, необходимые для клеточного гомеостаза. Под руководством профессора Кацуи Сакаи и его исследовательской группы было обнаружено, что CHD1 формирует конденсаты посредством гибкого участка своей молекулы, обеспечивая интеграцию ДНК, РНК и других регуляторных компонентов. Эти структуры играют важную роль в поддержании функциональной активности генов-супрессоров, предотвращая развитие злокачественных трансформаций.

Однако мутация E1321fs в гене CHD1 нарушает его способность формировать конденсаты, что приводит к дисрегуляции противоопухолевой активности и повышению уязвимости клеток перед канцерогенезом. Для изучения механизмов формирования и функционирования конденсатов учёные использовали современные биофизические методы, включая высокоскоростную атомно-силовую микроскопию и конфокальную микроскопию, что позволило наблюдать процессы на наномасштабном уровне и визуализировать структуры в живых клетках. Методология CRISPR-Cas9 была применена для создания клеточных моделей с мутацией E1321fs, что подтвердило ключевую роль CHD1 в регуляции геномной стабильности. Эксперименты на трансгенных мышах продемонстрировали, что восстановление утраченного участка ДНК в белке CHD1 восстанавливает его способность формировать конденсаты и ингибирует рост опухолей, что открывает перспективы для разработки новых терапевтических подходов.

Кроме того, было установлено, что конденсаты, формируемые CHD1, взаимодействуют с различными молекулярными компонентами, включая эпигенетические регуляторы и РНК. Особое внимание было уделено взаимодействию с MLL-комплексом, часто нарушенным в раковых клетках, что подчеркивает важную роль конденсатов в защите генома и поддержании клеточной целостности.

Профессор Кацуи Сакаи отметил, что данное исследование расширяет наше понимание механизмов противоопухолевой защиты клеток и открывает новые возможности для разработки терапевтических стратегий, направленных на восстановление функциональной активности CHD1 и его конденсатов у пациентов с генетическими мутациями. В дальнейшем планируется углублённое изучение свойств конденсатов, включая механизмы их формирования, стабилизации и взаимодействия с другими ядерными компонентами, что может привести к созданию инновационных методов лечения онкологических заболеваний, пишет progorodsamara.ru.