pixabay.com
Сотрудники МГУ имени М. В. Ломоносова проанализировали связь между механизмами преждевременного и естественного старения, изучив оболочку ядра в клетках. На основе полученных данных ученые разрабатывают соединение, которое будет регулировать строение и механические свойства ядерной оболочки. Оно поможет предотвратить распространение раковых клеток в организме, вызывая их старение. Работа проходила в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом, а его результаты опубликованы в журнале Frontiers in Genetics.
Строение организма и строение составляющих его клеток в чем-то похожи. Внутренние «органы» клетки защищены «кожей» – плазматической мембраной, отграничивающей клеточное содержимое от окружающей среды и контролирующей поступление веществ внутрь. Однако такая «кожа» есть не только у самой клетки, но и у ее органелл, в том числе у ядра – «мозга», где расположена наследственная информация. Оболочка ядра многослойна, помимо мембранных компонентов – наружной и внутренней мембран – она имеет внутренний слой – ядерную ламину, представляющую собой сеть белковых филаментов, одним из основных компонентов которых является белок ламин А.
READ ООН призвал к санкциям в отношении Саудовской Аравии за убийство Хашогги
Ламина это структура с разными ролями: она принимает участие в расположении хромосом в трехмерном пространстве ядра и регулирует структурное состояние генов, что влияет на их работу. Другая важная роль – защита генетического материала от механических повреждений. Ученые обнаружили множество патологических состояний, причиной которых было возникновение мутаций в различных участках гена ламина А. Среди этих заболеваний особый интерес представляют синдромы ускоренного старения, развивающиеся из-за нарушения созревания ламина А.
«В этой работе мы стремились понять, каким образом изменение активности ядерной оболочки приводит к преждевременному старению, а также выяснить, не окажутся ли сходные механизмы причиной естественного процесса», – рассказал руководитель проекта, один из авторов статьи Игорь Киреев, доктор биологических наук, заведующий отделом электронной микроскопии НИИ физико-химической биологии имени А. Н. Белозерского МГУ имени М. В. Ломоносова.
READ Африканский президент посягнул на яичники
Важно отметить, что при злокачественной трансформации, сопровождающейся метастазированием (распространением раковых клеток по организму), ген ламина А часто выключается. Ученые предполагают, что дефицит ламина А приводит к снижению упругости ядра и позволяет раковым клеткам легче «протискиваться» через узкие межклеточные пространства и «проползать» между фибриллами межклеточного матрикса. Поэтому основная идея проекта – получить возможность экспериментально и обратимо вызывать изменения в структуре ламина А.
По задумке исследователей, подавление ферментов, отвечающих за финальные стадии созревания ламина А, приведет к преждевременному старению на клеточном уровне. Это сопровождается повышением жесткости ядра и, как следствие, снижением миграционной активности. Ученые уже провели наблюдения за перемещением клеток с мутантным ламином А, а также измерили жесткость ядра при помощи ион-проводящего сканирующего микроскопа. Они выяснили, что при удалении ламина А пластичность ядра и подвижность клеток повышается, а замена нормального ламина А на мутантный (ответственный за ускоренное старение) приводит к обратному эффекту: ядерная оболочка становится жестче, и клетки не могут протискиваться через узкие проходы, так что их перемещение замедляется.
READ Виторган после развода с Собчак заговорил о предательстве
Используя эти знания, биоинформатики ищут оптимальные ингибиторы фермента, ответственного за превращение незрелого преламина А в зрелый нормальный белок. Авторы надеются, что применение таких препаратов в рамках комплексной терапии рака замедлит образование метастазов и позволит врачам более эффективно бороться с опухолями.
«Поддержка РНФ позволила нам не только укрепить материальную базу наших исследований, но и привлечь к работе перспективную молодежь, для которой важно не столько материальное вознаграждение, сколько возможность проводить передовые исследования в комфортных условиях», – заключил Игорь Киреев.
