Спустя 60 лет после того, как Кембриджские исследователи Уотсон и Болезненный спазм издали свое открытие ДНК «двойной спирали», молекулу жизни, другогокоманда в том же британском университете издала доказательство, что четыре переплетенных «учетверенный завиток» ДНК также существует в пределах генома человека. Они надеютсяих открытие приведет к новому поколению предназначенных методов лечения рака, использующих синтетические молекулы, чтобы уловить сложные структуры ДНКи, таким образом, остановите умножение раковых клеток.
Победите следователя Шанкара Бэлэсабраманиэна, преподавателя в Кембриджском Отделении университета Научно-исследовательского института Химии и Кембриджа,сообщает заявление:«Мы видим связи между иммобилизацией quadruplexes с молекулами и способностью остановить деление клеток, которое чрезвычайно увлекательно».«Учетверенная структура ДНК завитка может быть ключом к новым способам отборного ингибирования пролиферации раковых клеток. Подтверждениеего существование в клетках человека является реальным ориентиром», добавляет он.
Balasubramanian и коллеги пишут об их результатах исследования в онлайновой проблеме 20 января Химии Природы.От понятия до пробирки к живым клеткамИх открытие отмечает конец исследования 10 лет, чтобы доказать что четыре переплетенных учетверенные структуры ДНК завитка, известные как G-quadruplexes, такжепроисходите в живущих клетках человека.Их называют G-quadruplexes, потому что они формируются в областях ДНК, богатой Гуанином, одной из четырех кодирующих химических основ или стандартных блоковгенетическая информация (другими тремя является Аденин, Цитозин и Тимин).
Команда начала с гипотетических компьютерных моделей quadruplexes, затем сделала синтетические версии в пробирках, и затем доказала, с помощьюфлуоресцентные биомаркеры, что структуры существуют в реальной жизни в человеческих раковых клетках.Несмотря на то, что существуют доказательства, что G-quadruplexes происходят в одноклеточных организмах, названных ciliates, это – первый раз, когда они были замечены вклетки человека.
Ссылки на увеличенную репликацию ДНК, гены ракаВ их статье Balasubramanian и коллеги также показывают, что quadruplexes являются более сконцентрированными в генах клеток, быстро делящихся,такой как раковые клетки.Бэлэсабраманиэн говорит, что это предлагает предназначаться для quadruplexes, мог сформировать основание из нового персонализированного лечения.
Чтобы обнаружить quadruplexes, победите автора Джулию Биффи, исследователя в лаборатории Бэлэсабраманинэна, сделанной белками антитела, связывающими с ними.Команды смогли видеть «горячие точки» в геноме, где были концентрации четырех переплетенных ДНК, потому что они пометили антителас флуоресцентными маркерами.
В то время как четыре переплетенных ДНК распространена справедливо равномерно через геном клеток человека и их циклов подразделения, кажется, что они становятся большесконцентрированный во время «s-фазы» клеточного цикла. Это – пункт непосредственно перед тем, как клетка делится, когда ДНК тиражируется.Это открытие является важным шагом в исследованиях рака, потому что главная особенность онкогенов, группа генов, ведущая рак, они имеютвидоизмененный в пути, увеличивающем репликацию ДНК, приводящую к безконтрольной пролиферации клеток и росту опухоли.Увеличенный уровень повторного исследования в онкогенах увеличивает концентрацию сложных структур.
Планирование и иммобилизация квадруплексной ДНКИсследователи нашли, использовали ли они ингибитор, чтобы заблокировать репликацию ДНК, квадруплексные уровни понизились, показав, что ДНК является динамичной, все времяформирование и неформирование структур.Они экспериментировали с планированием для квадруплексной ДНК:«Мы нашли, что путем иммобилизации квадруплексной ДНК с синтетическими молекулами можем изолировать и стабилизировать их, обеспечив важныйпонимание того, как мы могли бы размолоть клеточное деление к остановке», говорит Бэлэсабраманиэн.
Перед этим они также обнаружили, что сверхактивный ген с большим количеством квадруплексной ДНК легче вмешаться в. Возможно, это означает, что будетлегче уловить квадруплексную ДНК в определенных генах рака.Несмотря на то, что существует все еще много, они не знают, Balasubramanian и его команда подозревают, что квадруплексные структуры походят на узлы или путаницы вДНК во время повторного исследования.Один вопрос, который обдумывает команда, состоит в том, развились ли сложные структуры по причине.
«Это – философский вопрос относительно того, являются ли они там дизайном или не – но они существуют, и природа должна иметь дело с ними. Возможно, путем планированияих мы способствуем разрушению, которое они вызывают», спрашивает Бэлэсабраманиэн.«Много текущего лечения рака нападают на ДНК, но это не ясно, каковы правила. Мы даже не знаем, где в геноме некоторые из них реагируют -это может быть подход дробовика», объясняет Бэлэсабраманиэн.
Но он описывает факт, может теперь быть возможно, чтобы предназначаться для определенных раковых клеток, имеющих гены с этими особенностями, и что они могли бытьболее уязвимый для такого вмешательства, чем нормальные клетки, как «волнующая перспектива».Исследование финансировалось Cancer Research U.K., старший научный информационный менеджер которой, Джули Шарп говорит:«Это исследование дальнейшие основные моменты потенциал для эксплуатации этих необычных структур ДНК, чтобы бить рак – следующая часть этого трубопровода должно фигурироватькак предназначаться для них в опухолевых клетках."
Используя новый онлайновый метод, ученые Cancer Research U.K. недавно идентифицировали 46 новых потенциальных druggable генов рака из списка 479.