Ученые исследовали: белковые капли в ядре клетки защищают от рака
Фото: freepik
Учёные из Института нанобиологических наук Университета Канадзавы создали новую модель защиты клеток от злокачественной трансформации. В ходе исследований был обнаружен белок CHD1, регулирующий генную экспрессию и формирующий в клеточном ядре особые структуры — конденсаты. Эти образования поддерживают активность генов-супрессоров опухолей, таких как TP53 и CDKN1B. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Генетическая информация в клеточном ядре организована в компактную структуру, состояние которой контролируют специализированные белковые комплексы. Белок CHD1 — один из таких регуляторов. Он перестраивает ДНК-структуру и активирует необходимые гены. Под руководством Кацуи Сакаи и его команды было установлено, что CHD1 формирует конденсаты с помощью гибкого участка своей молекулы. Эти структуры объединяют ДНК, РНК и другие регуляторные компоненты, обеспечивая корректную работу генов-супрессоров.
Однако мутация E1321fs нарушает эту функцию. При её наличии CHD1 теряет способность формировать конденсаты, что приводит к утрате контроля над противоопухолевой активностью генов и уязвимости клеток перед злокачественными изменениями.
Для изучения механизма формирования и функционирования condensates учёные использовали современные технологии. Высокоскоростная атомно-силовая микроскопия позволила наблюдать процессы на наномасштабном уровне. Конфокальная микроскопия предоставила возможность визуализировать образование condensates в живых клетках. С помощью метода CRISPR-Cas9 были созданы клеточные модели с мутацией E1321fs. Эксперименты на мышах показали, что восстановление утраченного участка ДНК в CHD1 возвращает его способность формировать condensates и замедляет опухолевый рост.
Учёные также выявили взаимосвязь между CHD1 и другими молекулярными компонентами. Condensates привлекают различные РНК и эпигенетические регуляторы, включая MLL-комплекс, часто нарушенный в раковых клетках. Это подтверждает ключевую роль структур, формируемых CHD1, в защите генома.
Кацуи Сакаи подчеркнул, что открытие расширяет понимание механизмов противоопухолевой защиты клеток. Результаты исследования открывают перспективы для разработки терапевтических стратегий, направленных на восстановление функциональной активности condensates у пациентов с мутацией в гене CHD1. Учёные намерены продолжить изучение свойств этих структур, включая механизмы их образования, стабилизации и взаимодействия с другими ядерными компонентами.
