«Это
исследование может дать определенный толчок к поиску новых низкомолекулярных
соединений, меняющих пространственную организацию генома и, таким образом,
воздействующих на экспрессию генов», – поясняет Омар Кантидзе, один из авторов
статьи, доктор биологических наук, заведующий лабораторией стабильности генома
Института биологии гена РАН.
Характерные черты и
особенности всех живых организмов заложены в наследственной информации – нашем
геноме. Наследственный материал закодирован в ДНК. Хотя ДНК – линейная молекула,
в ядре клетки она уложена таким способом, что
удаленные ее части могут оказаться рядом, то есть она может сворачиваться. На
уровне упаковки ДНК в ядре клетки работают
важные регуляторные механизмы, контролирующие работу генов. Изучением таких
механизмов и занимаются авторы исследования – сотрудники
Института биологии гена РАН и МГУ имени М. В. Ломоносова вместе с российскими и
иностранными коллегами.
В этой работе ученые впервые
показали, что на пространственную организацию генома (3D-геном) можно
воздействовать низкомолекулярными соединениями. У них относительно малая
молекулярная масса, поэтому они способны проникать
сквозь оболочку клетки и воздействовать на ее мишени. Так, например,
большинство лекарств состоит как раз из низкомолекулярных соединений.
Кураксины – одни из этих веществ,
которые обладают противоопухолевой активностью, то есть убивают раковые клетки,
подавляя развитие злокачественных опухолей. Использованное в работе соединение
– это перспективный препарат, разработанный американскими соавторами статьи
около десяти лет назад. Ранее в лаборатории профессора К. Гуровой, в
Онкологическом центре Розуэлла Парка, США, показали, что в определенном
диапазоне концентраций кураксины способны уничтожать раковые клетки, не
действуя при этом на нормальные. Сейчас одно из веществ этой группы находится в
первой фазе клинических исследований (на людях).
«Мы использовали соединение из
группы кураксинов. Оно связывается с ДНК и изменяет ее физические
характеристики таким образом, что от ДНК отсоединяется один из белковых факторов, важных для поддержания
пространственной организации генома. Так вызываются
заметные изменения в 3D-геноме, приводящие к подавлению работы ряда генов, в
первую очередь, онкогенов, обеспечивающих жизнеспособность раковых клеток», – рассказывает
Сергей Разин, один из авторов статьи, член-корреспондент РАН, заведующий
отделом функциональной геномики Института биологии гена РАН.
Работа
проводилась с использованием широкого арсенала современных in vitro (в пробирке) и in
vivo (на клетках) методов молекулярной биологии.
Поиск так
называемых эпигенетических лекарств стал одним из трендов. Однако
низкомолекулярные агенты, прямо влияющие на 3D-геном, до настоящего времени
известны не были. Результаты этой работы открывают новое направление в создании
эпигенетических лекарств.
Работа
проходила в сотрудничестве с учеными из МГУ имени М. В. Ломоносова, Института
биоорганической химии имени академиков М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН,
Онкологического центра Розуэлла Парка (США) и Онкологического центра Фокс Чейз
(США).
Фото:
авторы статьи, исполнители гранта РНФ – Артем Величко, Надежда Петрова, Омар
Кантидзе, Артем Лужин. Источник: Омар Кантидзе.