MIT-i uus uuring viitab RNA-d siduvate valkude perekonnale vähi regulatsioonis, eriti rinnavähi alatüübis. Need valgud, mida tuntakse Musashi valkudena, võivad sundida rakke seisundisse, mis on seotud suurenenud proliferatsiooniga.
Bioloogid on varem avastanud, et seda tüüpi transformatsiooni, mis toimub sageli nii vähirakkudes kui ka embrüo arengu ajal, kontrollivad transkriptsioonifaktorid – valgud, mis lülitavad geene sisse ja välja. Uued MIT-i uuringud näitavad aga, et olulist rolli mängivad ka RNA-d siduvad valgud. Inimese rakkudes on umbes 500 erinevat RNA-d siduvat valku, mis mõjutavad geeniekspressiooni, reguleerides messenger-RNA-d, molekuli, mis kannab DNA juhiseid ülejäänud rakku.
"Hiljutised avastused näitavad, et inimese rakkudes ja üldiselt imetajate rakkudes toimub palju RNA-d, " ütleb Yarden Katz, hiljutine MIT-i doktorikraad ja üks uue artikli juhtivaid autoreid. "RNA-d töödeldakse raku mitmes punktis ja see annab RNA-d siduvatele valkudele võimaluse reguleerida RNA-d igas punktis. Oleme väga huvitatud sellest, kuidas mõista seda uurimata RNA-d siduvate valkude klassi ja kuidas need reguleerivad raku- olekuüleminekud."
Feifei Li Hiina Põllumajandusülikoolist on samuti 15. detsembril ajakirjas eLife ilmuva artikli juhtiv autor. Töö vanemautorid on MIT bioloogiaprofessorid Christopher Burge ja Rudolf Jaenisch ning Zhengquan Yu Hiina Põllumajandusülikool.
Lahtri olekute juhtimine
Kuni selle uuringuni teadsid teadlased Musashi valkude funktsioonidest väga vähe. Neid RNA-d siduvaid valke on traditsiooniliselt kasutatud neuraalsete tüvirakkude tuvastamiseks, milles neid on väga palju. Neid on leitud ka kasvajatest, sealhulgas glioblastoomist, mis on väga agressiivne ajuvähi vorm.
"Tavaliselt märgistavad nad tüvirakke ja eellasrakke, kuid need lülituvad sisse vähkkasvajate korral. See oli meie jaoks intrigeeriv, sest see viitas sellele, et nad võivad vähirakkudele diferentseerimata oleku," ütleb Katz.
Selle võimaluse uurimiseks manipuleeris Katz Musashi valkude taset närvi tüvirakkudes ja mõõtis mõju teistele geenidele. Ta leidis, et Musashi valkude poolt mõjutatud geenid on seotud epiteeli-mesenhümaalse üleminekuga (EMT), protsessiga, mille käigus rakud kaotavad võime kokku kleepuda ja hakkavad tungima teistesse kudedesse.
EMT on osutunud oluliseks rinnavähi puhul, ajendades meeskonda uurima Musashi valke mitte-närvikoe vähi puhul. Nad leidsid, et Musashi valgud ekspresseeruvad kõige kõrgem alt teatud tüüpi rinnanäärme kasvajates, mida nimetatakse luminaalseteks B kasvajateks, mis ei ole metastaatilised, kuid on agressiivsed ja kiiresti kasvavad.
Kui teadlased laboris kasvatatud rinnavähirakkudest Musashi valgud maha lõid, sunniti rakud epiteeli seisundist välja. Samuti, kui mesenhümaalsetes rakkudes valke kunstlikult võimendati, läksid rakud üle epiteeli olekusse. See viitab sellele, et Musashi valgud vastutavad vähirakkude proliferatiivse epiteeli seisundi säilitamise eest.
"Tundub, et need valgud tõesti reguleerivad seda rakuseisundi üleminekut, mis on teistest uuringutest teada, et see on väga oluline, eriti rinnavähi puhul," ütleb Katz.
Embrüo areng ja vähk
Teadlased leidsid, et Musashi valgud represseerivad geeni nimega Jagged1, mis omakorda reguleerib Notchi signaalirada. Notch-signalisatsioon soodustab rakkude jagunemist neuronites embrüonaalse arengu ajal ja mängib olulist rolli ka vähi puhul.
Kui Jagged1 represseeritakse, lukustuvad rakud epiteeli olekusse ja on palju vähem liikuvad. Teadlased leidsid, et Musashi valgud represseerivad Jagged1 ka normaalse piimanäärmete arengu ajal, mitte ainult vähi korral. Kui need valgud olid normaalsetes piimanäärmetes üleekspresseeritud, olid rakud vähem võimelised läbima rinnakoe arenguks vajalikku tervet EMT-d.
Brenton Graveley, Connecticuti ülikooli geneetika ja arengubioloogia professor, ütleb, et ta oli üllatunud, nähes, kui suur mõju võib olla Musashi valkudel, kui nad kontrollivad rakus suhteliselt väikest arvu geene. "Musashi valgud on olnud huvitavad juba aastaid, kuid siiani pole keegi täpselt aru saanud, mida nad teevad, eriti kogu genoomi hõlmavas skaalas," ütleb ta.
Teadlased püüavad nüüd välja selgitada, kuidas Musashi valgud, mis pärast embrüonaalset arengut tavaliselt välja lülitatakse, vähirakkudes uuesti sisse lülituvad. "Oleme uurinud, mida see valk teeb, kuid me teame väga vähe, kuidas seda reguleeritakse," ütleb Katz.
Ta ütleb, et on liiga vara teada, kas Musashi valgud võivad olla vähiravimite jaoks head sihtmärgid, kuid need võivad olla hea diagnostiline marker vähirakkude seisundi kohta. "See on rohkem raku olekute mõistmine. vähi selles staadiumis ja diagnoosida, mitte ravida," ütleb ta.
