Hücrelerde sürekli olarak, düzgün çalışması için hata düzeltme mekanizmaları gerektiren arızalar görülür. Bununla birlikte, kanser hücreleri söz konusu olduğunda, onları ortadan kaldırma çabasında hatalara neden olmak faydalı olabilir. Radyoterapi ve kemoterapi gibi tedaviler, kanser hücrelerinin DNA’sına zarar vererek hücresel kusurlara neden olur, ancak bazı tümör hücrelerinin bu tedavilerden kurtulmalarını sağlayan oldukça etkili bir DNA onarım sistemi vardır. Son zamanlarda yapılan bir çalışma, bu istisnai DNA onarım sistemlerinden birine ışık tuttu. Gelişmiş nanoteknolojiyi kullanan araştırmacılar, ilk kez DNA onarım sisteminin bir parçası olan moleküler bir zımbayı hareket halinde gözlemlediler. Bu keşif, kanser hücrelerinin tedaviden nasıl kaçabileceğine dair yeni bilgiler sağlıyor ve yeni kanser terapileri geliştirme olasılıklarının önünü açıyor.
Araştırmacılar, kanser tedavisini engelleyen yeni bir DNA onarım sürecini ortaya çıkardı.
Hata Hücresel aktivite sırasında arızaların sürekli olarak ortaya çıkması nedeniyle hücreler için düzeltme çok önemlidir. Bununla birlikte, kanser hücrelerini öldürme çabasında hatalara neden olmak faydalıdır. Radyoterapi ve kemoterapi, kanser hücrelerinin DNA’sına zarar vererek hücresel kusurlara neden olur. Ne yazık ki bazı tümör hücreleri, tedaviden kurtulmalarını sağlayan oldukça etkili bir DNA onarım sistemine sahiptir.
CNIO’dan Óscar Llorca, CNB’den Fernando Moreno-Herrero ve CIMA’dan Puri Fortes tarafından Cell Reports’ta yayınlanan yeni bir çalışma -Navarra Üniversitesi, bu olağanüstü DNA onarım sistemlerinden birine ışık tutuyor. Ekip, son teknoloji bir nanoteknoloji yöntemi kullanarak moleküler bir zımbanın işlevini ortaya çıkardı ve bu, ilk kez eylem halinde olduğu gözlemlendi.
En kötü prognozlu karaciğer kanserinde
Birkaç yıl Daha önce, Puri Fortes ekibi liderliğindeki bir ekip, hepatoselüler karsinomalı (en yaygın karaciğer kanseri türü) hastaların yaklaşık yarısının, esas olarak en agresif tümörlerde bulunan ve kötü prognozla ilişkili olan NIHCOLE adlı bir RNA molekülü ürettiğini keşfetti. . Fortes, Llorca ve Moreno-Herrero, NIHCOLE’nin kırık DNA’yı onarmaya yardımcı olmada çok etkili olduğu sonucuna vardılar, bu nedenle radyoterapi mevcut olduğu tümörlerde daha az etkili. NIHCOLE’u ortadan kaldırarak, radyoterapi ile tedavi edilen kanser hücreleri daha kolay ölür.
Ancak, NIHCOLE’un DNA kırıklarının onarımını kolaylaştırdığı moleküler mekanizma bilinmiyordu. Cell Reports’ta kısa süre önce yayınlanan makale bunu açıklıyor: NIHCOLE, kırık DNA parçalarını birbirine bağlayan bir köprü oluşturuyor.
“NIHCOLE, parçalanmış bir DNA’nın iki ucunu tanıyan proteinlerle sanki onları birbirine zımbalıyormuş gibi aynı anda etkileşime giriyor. ” diye açıklıyor Llorca ve Moreno-Herrero.
Araştırmacılar, kanser tedavisini engelleyen yeni bir DNA onarım mekanizmasını açıklıyor. Kredi: CireniaSketches/CNI
Bu mekanizmayı anlamak, en kötü prognoza sahip karaciğer kanserleriyle mücadele stratejilerinin geliştirilmesine yardımcı olabilir. Araştırmacılar, “NIHCOLE inhibitör ilaçlarının kullanılması, en yaygın karaciğer kanseri türü için yeni bir tedaviyi temsil edebilir” diyor.
DNA’yı esnetmek için manyetik nano cımbız
NIHCOLE’un nasıl çalıştığını anlamak için , Fernando Moreno-Herrero’nun grubu, tek tek moleküllerin fiziksel özelliklerinin incelenmesine olanak sağlayan bir nanoteknoloji tekniği olan manyetik cımbız kullandı.
Araştırmacılar, kırık DNA’yı taklit eden bir DNA molekülü tasarlayarak, aralarındaki bağlantı noktasını tespit etmelerini sağladı. iki parçalanmış uç. İlk olarak, DNA’nın bir ucuna milimetrenin binde biri ölçeğinde küçük bir manyetik boncuk iliştiriyorlar ve sonra bu ucu çekmek için manyetik nano cımbız kullanıyorlar. Gerilmiş DNA’nın uzunluğu, DNA’nın kırık uçlarının bir araya getirildiği yeniden yapılandırılmış bir DNA molekülü mü yoksa hâlâ kırık mı olduğunu gösterir.
Hücre Raporları makalesinin yazarları için, bu veriler, NIHCOLE’nin “DNA kırılmalarını onarmalarına yardımcı olarak tümör hücrelerine avantajlar sağladığını ve böylece hücre bölünmesinin kendi stresinden kaynaklanan DNA hasarının birikmesine rağmen kanser hücrelerinin habis çoğalmasını sürdürdüğünü” göstermektedir.”
‘ Artık hurda olmayan önemsiz DNA
NIHCOLE, bir gen tarafından sentezlenen bir protein değil, bir RNA molekülüdür. Bu, yirmi yıl önce insan genomu dizilimi yapılırken biyologların önemsiz DNA olarak adlandırdıkları şeyin bir parçası. O zamanlar yanlışlıkla bu DNA’nın işe yaramaz olduğuna inanıyorlardı.
Llorca şöyle açıklıyor: “Biyolojinin temel dogmalarından biri, DNA’daki her bir gende bulunan bilgilerin proteinlere çevrilmesidir. Dolayısıyla bilim adamları, DNA’mızın yalnızca %2’sinin gen içerdiğini keşfettiklerinde şaşkına döndüler; genomumuzun geri kalanı ne içindi? Genomun %98’inin çöp, işe yaramaz DNA olması düşünülemez. Son on yılda, bu karanlık genomun bir kısmının, bazılarının kanserde yaygın bir işlevi olan çok uzun RNA molekülleri ürettiği gösterildi.”
NIHCOLE, bu uzun RNA moleküllerinden biridir; işlevi, biyologları hâlâ hayrete düşürecek ölçüde yakın zamanda keşfedildi. Moleküler bir zımba görevi görmesi için yalnızca küçük bir NIHCOLE parçasının gerekli olması da şaşırtıcıdır.
“Bu, bu yapıyı bloke eden veya bozan ilaçların geliştirilmesine olanak tanıyacak ve böylece radyoterapinin etkinliğini artıracaktır. ya da kanser hastalarında kemoterapi” diyor. Ramos, Raquel Arribas-Bosacoma, Angel Rivera-Calzada, Juan Pablo Unfried, Laura Prats-Mari, Mikel Marin-Baquero, Puri Fortes, Oscar Llorca ve Fernando Moreno-Herrero, 31 Aralık 2022, Hücre Raporları.
{15 }DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111917