Как остановить деление раковых клеток

Клеточное деление в организме регулируется белками, которые контролируют, как клетки делятся, двигаются и защищаются от стрессов.

Исследователи из Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Детской исследовательской больницы Сент-Джуд обнаружили молекулярную логику того, как делящиеся клетки останавливаются. Результаты опубликованы 2 мая в PNAS Early Edition.

Команда изучала белок p27^Kip1, чья задача — остановить или замедлить деление клетки. Это важно, поскольку генетические мутации в p27 и подобных белках являются ключевыми факторами развития рака.

Ранее было показано, что наличие p27 действует как знак «стоп» для делящихся клеток. Модификация ключевой аминокислоты добавлением фосфатной группы запускает деградацию p27, что убирает «стоп-сигнал» и позволяет клетке продолжать деление.

Исследователи сосредоточились на внутренне неупорядоченных белках. В отличие от обычных белков, p27 и другие подобные белки выполняют свои функции, не сворачиваясь в чёткие трёхмерные структуры.

В 2013 году было показано, что форма и размер этих белков регулируются паттернами положительно и отрицательно заряженных аминокислот в линейной последовательности. Это позволило изучить влияние изменения этих паттернов на эффективность фосфорилирования конкретной аминокислоты, которая контролирует деградацию p27 и останавливает деление клеток.

Все спроектированные варианты увеличили эффективность фосфорилирования p27, что означает: естественные последовательности эволюционировали, чтобы обеспечить более долгоживущий «стоп-сигнал».

Это открытие помогает раскрыть молекулярную логику клеточного цикла и других процессов, контролируемых внутренне неупорядоченными белками. Разработанная стратегия может быть применена к различным системам для понимания принципов работы молекулярных переключателей, влияющих на деление, движение и запрограммированную гибель клеток.