Studie zu Chromosomenenden kann die Krebsforschung unterstützen

Studie zu Chromosomenenden kann die Krebsforschung unterstützen
Studie zu Chromosomenenden kann die Krebsforschung unterstützen
Anonim

PRINCETON, N.J. - Ein Wissenschaftler aus Princeton hat einen Mechanismus entdeckt, den Zellen verwenden, um die Länge ihrer Chromosomenenden zu kontrollieren, ein Prozess, von dem angenommen wird, dass er bei Krebs schief geht.

Der Befund, über den die Professorin für Molekularbiologie Virginia Zakian und Kollegen in der Science-Ausgabe vom 4. August berichteten, könnte Krebsforschern Hinweise für die Entwicklung von Behandlungen geben.

Zakian fand ein natürlich vorkommendes Protein, das die Aktivität eines anderen Proteins namens Telomerase hemmt, das die äußersten Enden von Chromosomen repliziert und verlängert. Das Protein namens Pif1p wirkt direkt auf die Chromosomenenden, genannt Telomere, um den Verlängerungsprozess in Schach zu h alten, berichtete Zakians Forschungsgruppe.

Forscher haben die Telomerase in den letzten 15 Jahren mit großer Intensität untersucht, da sie eine zentrale Rolle bei der Art und Weise zu spielen scheint, wie Zellen altern oder krebsartig werden. Studien haben gezeigt, dass Telomerase in 90 Prozent der Krebsarten vorhanden ist, aber in den meisten gesunden Zellen fehlt. Krebsforscher haben daher nach Möglichkeiten gesucht, die Telomerase zu stören. Die Forschung von Zakian legt nahe, dass die Nachahmung oder Verstärkung der Wirkung von Pif1p ein guter Weg sein könnte, dies zu tun.

Telomerase baut Strukturen namens Telomere an den Enden von Chromosomen auf, wie Plastikkappen an den Enden von Schnürsenkeln. Unter normalen Bedingungen verkürzen sich Telomere jedes Mal, wenn sich eine Zelle teilt, wodurch schließlich das genetische Material freigelegt wird und die Zelle stirbt. In Krebszellen hingegen baut die Telomerase die Telomerkappen immer wieder auf und verhindert so, dass die Zelle ihren normalen Alterungsprozess durchläuft.

1994 berichteten Zakian und sein Mitarbeiter Vincent Schulz, dass Pif1p die Verlängerung der Telomere verhindert. Es blieb jedoch unklar, wie Pif1p dieses Kunststück vollbracht hat. Es gibt viele natürliche Substanzen, die die Verlängerung der Telomere auf indirekte Weise hemmen könnten, sagte Zakian. Das neue Papier zeigt, dass Pif1p auf den Telomerase-Weg selbst einwirkt und direkt mit telomerischer DNA interagiert, ein potenziell attraktives Merkmal für Arzneimittelentwickler.

Ein interessanter Aspekt von Pif1p ist, dass es eine spezielle Art von Enzym ist, eine Helikase, die die Doppelstränge der DNA abwickelt. Das Forschungsteam von Zakian schuf eine kleine Mutation im Gen, das für Pif1p kodiert, sodass das Protein normal produziert wird, ihm aber diese Fähigkeit zum Abwickeln fehlt. Als Telomerase-reiche Zellen dieses mutierte Gen trugen, funktionierte Pif1p nicht mehr und die Verlängerung der Telomere schritt unkontrolliert voran. Zakian glaubt, dass Pif1p funktionieren könnte, indem es eine vorübergehende Bindung löst, die sich zwischen Telomerase und dem Chromosom bildet, wenn Telomere synthetisiert werden.

Die Experimente wurden in Bäckerhefezellen durchgeführt, aber Zakian sagte, dass die Telomerregulierung während der gesamten Evolution so wichtig war, dass menschliche Zellen viele der gleichen Mechanismen anwenden.

"Das sind sehr niedere Organismen.Damit backen wir Brot“, sagte sie. „Wie wir jedoch in diesem Artikel zeigen, haben Menschen ein Protein, das der Hefe Pif1p sehr ähnlich ist. Es wäre sehr erfreulich, wenn sich herausstellen würde, dass es in ähnlicher Weise auch beim Menschen funktioniert und uns Einblicke in menschliche Krebserkrankungen geben könnte."

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