В России изучили способ «починки» испорченных генов
Важный шаг на пути к лечению серьезных заболеваний. Вот что об этом известно.
Сергей ПерельманАвтор новостей
Ученые МГУ вместе с коллегами из ряда других университетов выявили механизм, позволяющий живым клеткам вырабатывать необходимые белки, несмотря на наличие ошибок в геноме. Мутации в генах происходят регулярно, однако чаще всего это не вызывает проблем из-за «резервного копирования» отцовского и материнского материала. Если все же у отца и матери патологические изменения произошли в одном и том же гене, то есть риск рождения ребенка с заболеванием.
Около 10% всех наследственных болезней связаны с мутациями, которые вносят в гены лишние стоп-кодоны. Это своеобразная точка, которая должна ставиться в конце отрезка с генетической информацией, описывающей синтез того или иного белка. Чтобы он полностью выработался, стоп-кодон должен замыкать цепочку. Если же появляется лишний элемент в ее середине, то белок не синтезируется. И это приводит к развитию различных заболеваний, например разных форм муковисцидоза, гемофилии. Такой сбой может спровоцировать и развитие рака, если он коснется генов, отвечающих за выработку белка, подавляющего неконтролируемый рост клеток.
Считыванием геномной информации в клетках занимаются рибосомы, которые синтезируют белок по «написанной инструкции». Встречая стоп-кодон, рибосома прекращает собирать белковую цепочку. Ученые, стремясь справиться с неправильными остановками, ищут способ, как «подсказать» рибосоме, где финальный стоп-кодон, а где — его фальшивая версия, возникшая из-за мутации.
В ходе различных исследований удалось установить, что правильные стоп-кодоны чаще всего размещаются ближе к концу цепочки мРНК, откуда рибосома считывает информацию, кроме того, они более выражены, чем «фальшивые». Таким образом, задача состоит в том, чтобы снизить чувствительность рибосомы, дав ей возможность пропускать слабо выраженные ошибочные стоп-кодоны и останавливаться на нужных.
Исследователям удалось найти вещества, которые могут влиять нужным образом на считывание стоп-кодонов. Самыми распространенными являются аминогликозиды. Но они обладают высокой токсичностью, что ограничивает применение. Изучая их, авторы новой работы обнаружили, что при добавлении к этим соединениям вещества мефлоквина, относящегося к хинолинам, положительный эффект усиливается. Сначала влияние определили для одного гена. В ходе экспериментов удалось доказать, что оно распространяется и на другие гены.
Наша часть работы заключалась в том, чтобы подтвердить, что мефлоквин действует на синтез не только одного-единственного белка. Мы изготовили искусственные мРНК с преждевременным стоп-кодоном, который препятствовал синтезу светящегося белка (нанолюциферазы), и показали, что при добавлении мефлоквина в сочетании с аминогликозидом к клеткам, в которые была доставлена эта мРНК, светимость клеток частично восстанавливалась.Анастасия Сухининастудентка факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ
Выявленное взаимодействие мефлоквина и аминогликозида позволит при разработке методов лечения с помощью последнего использовать его меньшую дозировку, тем самым снижая токсичное воздействие на организм.
Ранее мы рассказывали о разработке, которая позволила рассмотреть сотни биомолекул внутри клеток.
Поделиться
