Биологи ранее обнаружили, что этот вид трансформации, который часто происходит в раковых клетках, а также во время эмбрионального развития, контролируется факторами транскрипции — белками, которые включают и выключают гены. Однако новое исследование MIT показывает, что РНК-связывающие белки также играют важную роль.
Клетки человека содержат около 500 различных РНК-связывающих белков, которые влияют на экспрессию генов, регулируя информационную РНК, молекулу, которая передает инструкции ДНК остальной части клетки.«Недавние открытия показывают, что в клетках человека и млекопитающих в целом происходит процессинг РНК», — говорит Ярден Кац, недавно получивший докторскую степень в Массачусетском технологическом институте и один из ведущих авторов новой статьи. «РНК обрабатывается в нескольких точках внутри клетки, и это дает возможность РНК-связывающим белкам регулировать РНК в каждой точке.
Мы очень заинтересованы в том, чтобы попытаться понять этот неизученный класс РНК-связывающих белков и то, как они регулируют клетку. переходы между состояниями ".Фейфей Ли из Китайского сельскохозяйственного университета также является ведущим автором статьи, которая опубликована в журнале eLife 15 декабря. Старшие авторы статьи — профессора биологии Массачусетского технологического института Кристофер Бердж и Рудольф Яениш, а также Чжэнцюань Ю из Китайского сельскохозяйственного университета.
Контроль состояний ячеекДо этого исследования ученые очень мало знали о функциях белков Мусаси. Эти связывающие РНК белки традиционно использовались для идентификации нервных стволовых клеток, в которых их очень много. Они также были обнаружены в опухолях, в том числе в глиобластоме, очень агрессивной форме рака мозга.
«Обычно они маркируют стволовые клетки и клетки-предшественники, но они включаются при раке. Это было для нас интригующим, поскольку предполагало, что они могут вызвать более недифференцированное состояние раковых клеток», — говорит Кац.Чтобы изучить эту возможность, Кац манипулировал уровнями белков Мусаси в нервных стволовых клетках и измерял их влияние на другие гены.
Он обнаружил, что гены, на которые воздействуют белки Мусаси, связаны с эпителиально-мезенхимальным переходом (EMT), процессом, в результате которого клетки теряют способность слипаться и начинают вторгаться в другие ткани.Было показано, что ЕМТ играет важную роль при раке груди, что побудило команду исследовать белки Мусаси при раке не нервной ткани.
Они обнаружили, что белки Musashi наиболее сильно экспрессируются в опухолях молочной железы, называемых опухолями просвета B, которые не являются метастатическими, но агрессивны и быстро растут.Когда исследователи разрушили белки Мусаси в клетках рака груди, выращенных в лаборатории, эти клетки вышли из эпителиального состояния.
Кроме того, если белки были искусственно усилены в мезенхимальных клетках, клетки переходили в эпителиальное состояние. Это говорит о том, что белки Musashi отвечают за поддержание раковых клеток в пролиферативном эпителиальном состоянии.«Эти белки, кажется, действительно регулируют этот переход между клетками, что, как мы знаем из других исследований, очень важно, особенно при раке груди», — говорит Кац.Эмбриональное развитие и рак
Исследователи обнаружили, что белки Musashi репрессируют ген Jagged1, который, в свою очередь, регулирует сигнальный путь Notch. Передача сигналов Notch способствует делению клеток в нейронах во время эмбрионального развития, а также играет важную роль в развитии рака.Когда Jagged1 репрессируется, клетки блокируются в эпителиальном состоянии и становятся гораздо менее подвижными. Исследователи обнаружили, что белки Musashi также подавляют Jagged1 во время нормального развития молочной железы, а не только при раке.
Когда эти белки были сверхэкспрессированы в нормальных молочных железах, клетки были менее способны подвергаться типу здоровой EMT, необходимой для развития ткани молочной железы.Брентон Грейвли, профессор генетики и биологии развития в Университете Коннектикута, говорит, что был удивлен, увидев, какое влияние могут иметь белки Мусаси, контролируя относительно небольшое количество генов в клетке. «Белки Musashi, как известно, интересны на протяжении многих лет, но до сих пор никто не понял, что именно они делают, особенно в масштабе всего генома», — говорит он.В настоящее время исследователи пытаются выяснить, как белки Musashi, которые обычно отключаются после эмбрионального развития, снова включаются в раковых клетках. «Мы изучили, что делает этот белок, но очень мало знаем о том, как он регулируется», — говорит Кац.
Он говорит, что еще слишком рано говорить о том, могут ли белки Мусаси стать хорошими мишенями для противораковых препаратов, но они могут стать хорошим диагностическим маркером того, в каком состоянии находится раковая клетка. «Это больше о понимании клеточных состояний рака на этой стадии. и диагностировать их, а не лечить », — говорит он.