Исследователи из Университета штата Вашингтон определили, как белок, который помогает клеткам бороться с вирусами, также может вызывать генетические мутации, ведущие к раку.
Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, показывает, как экспрессия белка вызывает накопление мутаций в активно реплицирующейся ДНК. Работа дополняется исследованиями других исследователей, опубликованными в Proceedings of the National Academy of Sciences and Cell, которые указывают на то, что аналогичные явления происходят в E. coli и секвенированные опухоли человека.
"Это увеличивает общее влияние работы, когда несколько исследовательских групп работают вместе и приходят к одинаковым выводам, используя разные методы," сказал Стивен Робертс, доцент Школы молекулярных биологических наук WSU, который координировал публикацию с другими лабораториями.
Лаборатория Робертса ввела белок, фермент с сокращенным названием APOBEC, в лабораторный штамм пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Затем он и его коллеги задокументировали, как он мутировал генетические последовательности в небольшой области всего из трех нуклеотидов, субъединицах ДНК.
Белок обычно убивает вирусы, изменяя их генетическую последовательность, инактивируя их. Но белок также может изменять генетическую последовательность нормальной клетки, изменяя структуру организма и вызывая мутации, вызывающие рак.
"Мы обнаружили, что белки производят эти мутации в опухолях, они фактически используют тот факт, что опухоли сильно делятся, поэтому они могут повредить ДНК, которая активно реплицируется," сказал Робертс.
По мере того, как ДНК реплицируется, у нее есть моменты, когда обнажаются отдельные нити ее двойной спирали. Белок APOBEC использует эту уязвимость для нанесения ущерба. Предыдущие исследования показали, что каждая пятая опухоль человека имеет доказательства этих ферментно-индуцированных мутаций.
Помимо возникновения опухолей, белок может продолжать мутировать ДНК опухоли, увеличивая генетическое разнообразие рака и предоставляя ему более широкий набор инструментов, с помощью которых можно противостоять лечению.
По словам Робертса, более глубокое знание того, как работает APOBEC, может привести к лечению, которое снижает его активность. Или лечение может пойти в другом направлении, создавая столько мутаций в опухоли, что она самоуничтожается.