Odkrywanie kluczowych odpowiedzi na temat funkcji komórek w celu poprawy leczenia raka

Naukowcy z Instytutu Petera Maca znaleźli odpowiedź na nurtujące ich od dawna pytanie o funkcjonowanie komórek. Może to w przyszłości przyczynić się do skuteczniejszego leczenia raka.

Każda komórka w ciele człowieka ma to samo DNA, ale różne komórki pełnią różne funkcje. Badania te, opublikowane w czasopiśmie Nature Genetics, pomagają wyjaśnić, jak to jest możliwe, a ich implikacje mogą być ogromne. Profesor Mark Dawson, lekarz-naukowiec i zastępca dyrektora ds. badań w Peter Mac, powiedział, że jest zachwycony nowymi odkryciami, które lepiej wyjaśniają, w jaki sposób ustalany jest los komórki.

„Funkcja komórki jest wynikiem działania 'czynników transkrypcyjnych', które skanują nasze DNA i decydują, które geny powinny zostać włączone i w jakim stopniu” – powiedział.

„Badaliśmy, w jaki sposób te czynniki transkrypcyjne rekrutują i dostarczają maszynerię potrzebną do włączenia genów. Do tej pory nie wiedzieliśmy, w jaki sposób „czynniki transkrypcyjne” wybierają właściwą maszynerię do odczytu i ekspresji genu.

„To było pytanie, nad którym zastanawialiśmy się od dawna i cieszymy się, że pomogliśmy rozwiązać część problemu, ponieważ ta wiedza o tym, jak dokładnie czynniki transkrypcyjne podejmują decyzje o tym, który mechanizm aktywuje gen, dostarcza nam podstawowej wiedzy o życiu”.

Porównawcze badania CRISPR identyfikują kofaktory wymagane dla dziewięciu różnych aktywatorów transkrypcyjnych (AD). Źródło: Nature Genetics (2024). DOI: 10.1038/s41588-024-01749-z

Badanie wykazało, że czynniki transkrypcyjne wybierają unikalny zestaw składników, aby kontrolować ekspresję genów, tworząc pożądany efekt, czy to kontrolowanie zużycia energii przez komórkę, wyzwalanie odpowiedzi immunologicznej lub innej funkcji, której potrzebują nasze ciała. Profesor Dawson powiedział, że można to porównać do tego, jak budowane są samochody i wyjaśnił, w jaki sposób to ważne odkrycie jest kluczowe dla znalezienia lepszych metod leczenia szeregu chorób.

„Samochód wyścigowy Formuły 1 bardzo różni się od rodzinnego minivana, a nawet traktora. Niektóre samochody są projektowane do szybkiej jazdy, inne do przewozu cennych ładunków, a jeszcze inne do ciężkiej pracy” – powiedział.

„Odkryliśmy, że to samo dotyczy ekspresji genów, a to jest determinowane przez składniki rekrutowane przez czynniki transkrypcyjne. Mogą one określić, które geny mogą się szybko zmieniać, na przykład gdy musimy zwalczyć infekcję i potrzebujemy szybkiej odpowiedzi, lub które geny muszą działać powoli i stabilnie, wytwarzając komunikaty niezbędne do funkcjonowania gospodarstwa domowego komórki.

„Zrozumienie, w jaki sposób czynniki transkrypcyjne mogą regulować ekspresję genów, jest niezwykle ważne i mamy nadzieję, że w przyszłości uda nam się wykorzystać tę wiedzę w leczeniu różnych chorób.

„Jeśli pomyślimy o raku, mutacje w raku mogą uniemożliwić czynnikowi transkrypcyjnemu wybranie właściwych komponentów do prawidłowej ekspresji genu, to tak jakby części samochodu zostały pomieszane i nie mógł on już działać niezawodnie”.

Dr Charles Bell, badacz podoktorancki w Peter Mac, powiedział, że opracowali platformę umożliwiającą przeszukiwanie funkcji tysięcy komponentów wykorzystywanych przez czynniki transkrypcyjne w celu określenia sposobu ekspresji genu.

„Teraz wykorzystamy tę platformę, aby zrozumieć inne procesy związane z ekspresją genów” – powiedział.

„Odpowiedzi na te pytania pomogą nam znaleźć nowe sposoby leczenia nie tylko raka, ale także wielu innych chorób w przyszłości”.