Новости

2 июня, 2021 17:29

Каспаза-2 оказалась способна контролировать стабильность известного онкосупрессора

Структура каспазы-2. Источник: Wikimedia Commons

Ученые выяснили, что фермент каспаза-2 не только участвует в запуске программируемой гибели клеток, но и может регулировать функции и стабильность «стража генома» p53. Этот белок выполняет функцию супрессора образования злокачественных опухолей. Исследование, опубликованное в журнале Trends in Cell Biology, проводилось в рамках проекта, поддержанного грантом Президентской программы РНФ для молодых научных сотрудников.

Поддержание геномной стабильности — один из ключевых процессов, контролирующих гомеостаз тканей и здоровье целого организма. Неконтролируемые и нежелательные нарушения генома включают в себя изменения в последовательности нуклеиновых кислот, хромосомные перестройки или изменения числа хромосом (поли- и анеуплоидия). Геномная нестабильность является центральным фактором развития опухолевых, а также некоторых нейродегенеративных заболеваний, например, бокового амиотрофного склероза. При этом эндогенные (вызванные внутренними факторами, например, в процессе деления клетки) повреждения ДНК очень часты. По некоторым оценкам в клетках человека они происходят в среднем несколько тысяч раз в день. Следовательно, любое снижение контроля качества генома может привести к возникновению заболевания.

В норме клетки с поврежденным геномом должны самоликвидироваться за счет генетически регулируемой программы гибели. Апоптоз — один из самых широко распространенных и наиболее изученный тип программируемой гибели клеток — запускается и осуществляется специальными ферментами — цистеиновыми протеазами, или каспазами. Обладая способностью расщеплять белки клетки, каспазы последовательно разрезают и активируют друг друга, что приводит к массовой деградации клеточных компонентов и в итоге к гибели.

Каспаза-2 — одна из самых консервативных и эволюционно древних цистеиновых протеаз, которая участвует непосредственно в запуске апоптотической гибели. Именно она стала объектом исследования ученых из Лаборатории исследований механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ. В своей работе исследователи показали, что каспаза-2 есть даже у далеко расположенных на эволюционной лестнице от человека морского огурца Apostichopus japonicus из класса голотурий надтипа беспозвоночных Ambulacraria и у простейшего представителя хордовых ланцентника Branchiostoma belcher. При этом анализ доступных данных литературы в сочетании с данными лаборатории выявил, что каспаза-2 способна не только участвовать в апоптозе, но и регулировать функции и стабильность известного онкосупрессора – белка р53, часто называемого «хранителем генома», тем самым контролируя ответ клетки на повреждения ДНК и вероятность неоплатической трансформации.

Кроме того, оказалось, что от каспазы-2 зависит регуляция клеточного цикла и количество хромосом, получающихся при делении клетки. Эта протеаза также участвует в защите клеток от окисления, предотвращая повреждения ДНК и, как следствие, накопление мутаций и злокачественное перерождение клеток.

Однако неожиданно для авторов работы выяснилось, что каспаза-2 не обладает «черно-белыми» функциями как онкосупрессор. Хотя ее отсутствие в тканях приводит к развитию некоторых типов опухолей (например, лимфомы, рака молочной железы, карциномы печени), данный фермент ускоряет процесс формирования и прогрессирования нейробластомы у экспериментальных животных. Возможно, это связано с особой ролью каспазы-2 в развитии нервной системы.

«Нами сделано заключение, что неапоптотические функции каспазы-2 в качестве регулятора стабильности генома, может быть, играют даже более важную роль в поддержании здоровья, чем ее функции при апоптозе» — говорит руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат биологических наук Гелина Копеина.       

22 июня, 2021
Принцип работы 3D принтеров удешевил получение половолоконных мембран
Ученые из Института нефтехимического синтеза имени А.В. Топчиева (ИНХС) РАН применили принцип работы...
21 июня, 2021
Молекула-рука поможет фармацевтам отлавливать «злых близнецов» лекарственных препаратов
Химики из Института элементоорганических соединений имени А. Н. Несмеянова предложили новый метод по...