Раковые клетки, процветающие на ошибке

Около 85–90% раковых клеток имеют неправильное число хромосом. Но как они выживают и развиваются в таких условиях? WWTF-"Young Investigator" Кристофер Кэмпбелл и его команда будут изучать основные причины этого в течение следующих шести лет.

Кристофер Кэмпбелл — один из двух лауреатов конкурса "Vienna Research Groups for Young Investigators" 2014 года в Max F. Perutz Laboratories (MFPL). Финансирование в размере 1,6 млн евро от Венского фонда науки и технологий (WWTF) поддерживает его исследования сегрегации хромосом.

Аномалия как отличительная черта

Исходный пункт исследования — изучение базовых механизмов деления клетки. Поскольку хромосомы содержат гены, «каждая дочерняя клетка делящейся клетки должна получить правильный и равный набор хромосом». Тем не менее, дочерние клетки иногда оказываются с неправильным числом хромосом.

Как правило, это состояние, называемое анеуплоидией, вредно и часто даже смертельно для клетки. Однако это, по-видимому, не относится к раковым клеткам, которые выживают и даже процветают в таких условиях.

К основам

Причины ошибок в расхождении хромосом и их влияние на дочерние клетки пока неясны. Относительно раковых клеток Кэмпбелл объясняет: «Мы не знаем, полезно ли это каким-то образом для рака, или это просто еще один тип мутации, подобный другим вызывающим рак мутациям, или же это последствие других стадий развития рака, и поэтому клеткам нужно это преодолеть».

В ближайшие годы Кэмпбелл и его команда будут изучать основные механизмы сегрегации хромосом и то, как развиваются анеуплоидные клетки.

Внутри клеточного цикла рака

Особый интерес представляет, например, фаза деления клетки непосредственно перед расхождением хромосом. В норме существуют механизмы, чтобы «отличать правильно выровненные хромосомы от тех, которые выровнены неправильно и поэтому нуждаются в коррекции». Однако иногда эти механизмы не работают.

В развитии анеуплоидных клеток важен белок p53. Хотя он обычно указывает на ошибки в ДНК клетки, подавляющее большинство раковых клеток нарушили его активность. «Но это явно не вся история», — говорит Кэмпбелл. — «Когда у вас есть третья копия хромосомы, все гены на ней экспрессируются примерно на 50% выше. На хромосоме тысячи генов, и каждый вносит небольшой вклад в нарушение работы клетки».

Использование почкующихся дрожжей в качестве модели

В своей работе 35-летний ученый будет использовать почкующиеся дрожжи (Saccharomyces cerevisiae) в качестве модельной системы.

По сравнению с бактериями процесс сегрегации хромосом в дрожжевых клетках сложнее, но не слишком сложен для наблюдения его основных принципов. Кроме того, в отличие от еще более сложных клеток млекопитающих, почкующиеся дрожжи позволяют быстро получать результаты. «В течение месяца клетки проходят сотни поколений. Вы можете увидеть на очень простом уровне, как они адаптировались, несмотря на неправильное число хромосом», — объясняет Кэмпбелл.

Успешная работа в научной среде

Должность WWTF Young Investigator в Департаменте биологии хромосом Университета Вены в MFPL предоставляет Кристоферу Кэмпбеллу необходимую основу для успешных исследований и долгосрочную перспективу. «В Европе не так много позиций, которые предоставляют и хорошие стартовые деньги, и должность с перспективой получения постоянного контракта (tenure-track). Это действительно особенное место». Еще одной важной причиной для приезда стала высокая концентрация исследований в его области в MFPL, что облегчает текущее и будущее сотрудничество.