Биологи из США открыли биофизический механизм, который активирует определенные гены, приводя к развитию рака. Результаты исследования описаны в статье, опубликованной в журнале Nature.
Исследователи показали, что мутация, объединяющая два неродственных гена, способствует запуску физического процесса разделения фаз. При этом внутри ядра клетки формируются компартменты — ячейки с различными физическими свойствами, которые могут способствовать развитию рака.
Ученые провели лабораторные эксперименты на раковых клетках, несущих общий слитый ген NUP98-HOXA9. Такое аномальное слияние обнаруживается в клетках крови пациентов с лейкемией, однако исследователи считают, что поскольку то же самое наблюдалось и у людей с другими видами рака, обнаруженный механизм может объяснить их все. Если это так, открытие может помочь в создании эффективных методов борьбы с онкологическими заболеваниями.
В белках, продуцируемых NUP98-HOXA9, есть неструктурированные участки, известные как внутренне неупорядоченные области (IDR). Их роль до сих пор была неясна, но ученые показали, что IDR способствуют разделению фаз для этих белков, когда они достигают критических концентраций в ядре, в результате чего комплекс NUP98-HOXA9 становится фазированным.
Разделение фаз изменяет поведение белков, заставляя их активнее связываться с генами-мишенями. Связывание ДНК белков, разделенных на фазы, генерирует уникальный паттерн — суперэнхансер, усиление активности которого лежит в основе формирования агрессивного рака крови.
Авторы работы считают, что теоретически возможно создать лекарство, которое будет разрушать или растворять разделенные на фазы жидкие капли, образованные NUP98-HOXA9. Они планируют изучить возможные терапевтические агенты, нацеленные на разделение фаз. Пока все эксперименты проводились только в лаборатории, но ученые надеются вскоре проверить, как работает открытый механизм на живых организмах.
