Изменение 3D-генома подавило работу образующих рак генов

Ученые выяснили, что пространственную структуру генома можно изменить с помощью небольших соединений, которые считают перспективным средством против рака. Это исследование открывает новое направление в создании эпигенетических лекарств для терапии онкологических заболеваний. Разные аспекты работы были поддержаны грантами Российского научного фонда 2014 и 2017 годов. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

«Это исследование может дать определенный толчок к поиску новых низкомолекулярных соединений, меняющих пространственную организацию генома и, таким образом, воздействующих на экспрессию генов», — поясняет Омар Кантидзе, один из авторов статьи, доктор биологических наук, заведующий лабораторией стабильности генома Института биологии гена РАН.

Характерные черты и особенности всех живых организмов заложены в наследственной информации — нашем геноме. Наследственный материал закодирован в ДНК. Хотя ДНК — линейная молекула, в ядре клетки она уложена таким способом, что удаленные ее части могут оказаться рядом, то есть она может сворачиваться. На уровне упаковки ДНК в ядре клетки работают важные регуляторные механизмы, контролирующие работу генов.

В новой работе российские ученые впервые показали, что на пространственную организацию генома (3D-геном) можно воздействовать низкомолекулярными соединениями. У них относительно малая молекулярная масса, поэтому они способны проникать сквозь оболочку клетки и воздействовать на ее мишени. Так, например, большинство лекарств состоит как раз из низкомолекулярных соединений.

Кураксины — одни из веществ, обладающих противоопухолевой активностью. То есть, они убивают раковые клетки, подавляя развитие злокачественных опухолей. Использованное в работе соединение — перспективный препарат, разработанный американскими соавторами статьи около десяти лет назад. Ранее в лаборатории профессора К. Гуровой, в Онкологическом центре Розуэлла Парка, США, было показано, что в определенном диапазоне концентраций кураксины способны уничтожать раковые клетки, не действуя при этом на здоровые. Сейчас одно из веществ этой группы находится в первой фазе клинических испытаний (на людях).

«Мы использовали соединение из группы кураксинов. Оно связывается с ДНК и изменяет ее физические характеристики таким образом, что от ДНК отсоединяется один из белковых факторов, важных для поддержания пространственной организации генома. Так вызываются заметные изменения в 3D-геноме, приводящие к подавлению работы ряда генов, в первую очередь, онкогенов, обеспечивающих жизнеспособность раковых клеток», — рассказывает Сергей Разин, один из авторов статьи, член-корреспондент РАН, заведующий отделом функциональной геномики Института биологии гена РАН.

Работа проводилась с использованием широкого арсенала современных in vitro (в пробирке) и in vivo (на клетках) методов молекулярной биологии. Поиск так называемых эпигенетических лекарств стал одним из трендов. Однако низкомолекулярные агенты, прямо влияющие на 3D-геном, до настоящего времени известны не были. Результаты этой работы открывают новое направление в создании эпигенетических лекарств.

Работа проходила в сотрудничестве с учеными из МГУ имени М. В. Ломоносова, Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Онкологического центра Розуэлла Парка (США) и Онкологического центра Фокс Чейз (США).

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.