Чтобы бесконтрольно делиться, раковые клетки выключают синтез гистонов

Найден новый механизм, управляющий синтезом гистонов и состоянием ДНК. С его помощью раковые клетки могут обеспечивать себе доступ к белкам, активирующим клеточное деление, и таким образом бесконтрольно расти и размножаться.

Модель нуклеосомы, элементарной единицы упаковки ДНК в клетке: нить ДНК обёрнута вокруг комплекса белков гистонов. (Иллюстрация Visuals Unlimited / Corbis.)

Исследователи из Онкоцентра имени Х. Ли Моффита (США) узнали, как раковые клетки получают разрешение на бесконтрольные рост и деление. Они действуют через гистоны — точнее, через один из пяти гистонов, Н2В. Как известно, гистоны необходимы для упаковки ДНК и от них во многом зависит то, будет ли ДНК распакована и активна или плотно упакована и недоступна для транскрипционных факторов.

Поэтому для клетки чрезвычайно важно регулировать уровень синтеза гистонов, не допуская ни их переизбытка, ни недостатка. Один из механизмов регуляции синтеза гистонов завязан на них самих: после фосфорилирования Н2В подавляет синтез собственной мРНК. Эту модификацию, как показали эксперименты, выполняет фермент WEE1 из группы тирозинкиназ: он пришивает остаток фосфорной кислоты к одному из тирозинов в молекуле гистона.

Главный результат исследования в следующем. Учёным удалось связать киназу WEE1 с подавлением синтеза гистонового белка: когда работу фермента подавляли, в клетках возрастал уровень гистона Н2В. Эти данные были проверены как на клетках млекопитающих, так и на клетках дрожжей. Тирозинкиназы широко используются в регуляции клеточного роста, деления и дифференцировки, и о том, что WEE1 участвует в управлении клеточным циклом, было известно давно. Но только не о её роли в регуляции синтеза гистонов — а значит, и в регуляции хроматина. Отчёт об экспериментах учёные опубликовали в журнале Nature Structural & Molecular Biology.

По мнению авторов работы, теперь можно выяснить, почему в клетках некоторых опухолей (например, глиобластомы или ряда форм рака груди) наблюдается повышенный уровень тирозинкиназы WEE1. Повышенный уровень фермента означает, что фосфорилируется много гистона Н2В, а это ведёт к подавлению его синтеза. Если же в клетке не хватает гистонов, то ДНК будет доступна для транскрипции, и многие белки, активирующие клеточное деление, выйдут из-под контроля. Так раковая клетка обеспечивает себе возможность беспрепятственно делиться.

Естественно, тут есть над чем подумать тем, кто занимается разработкой лекарств: если в раковых клетках подавить активность киназы WEE1, это поможет остановить рост опухоли.

Подготовлено по материалам Онкологического центра имени Х. Ли Моффита.