חוקרי מרפאת מאיו זיהו חלבון הפועל כמו מבקר תנועה ל- DNA, ומונע נזק במהלך חלוקת תאים – גילוי שעלול להוביל לטיפולי סרטן חדשים, כך עולה ממחקר שפורסם ב- טֶבַעו
"DNA הוא קוד החיים. זה קריטי לאופן שבו תא מתפקד, אך הוא גם קריטי עבור הוויה שלנו ומגדיר את מה שאנחנו", אומר ז'נקון לו, Ph.D., הסוונסון/שמוקר העניקה לפרופסור לתמוך במחקר בריאות וסרטן במרפאת מאיו והמחבר הבכיר של המחקר החדש.
כאשר התאים מתחלקים, יש להעתיק את ה- DNA מתא לתא – תהליך שנקרא שכפול. צוות המחקר של ד"ר לו גילה כי חלבון בשם KCTD10 ממלא תפקיד מפתיע בהגנה על DNA בשלב קריטי זה. KCTD10 פועל כמו חיישן מובנה, מסייע בהגנה על מכונות שכפול ה- DNA מפני נזק.
התאים תלויים גם בתהליך מפתח אחר שנקרא שעתוק, שם התא מפענח את ה- DNA ליצירת RNA. לאחר מכן ניתן לתרגם את ה- RNA לחלבונים, החיוניים לרקמות בריאות ולתפקודים היומיומיים של הגוף.
הבעיה היא שהמכונות השונות שמפעילות את שני התהליכים הללו – שכפול ותמלול – נוסעות באותו גדיל של DNA, כמו כביש צר. מכונות השכפול נעות מהר יותר ממכונות התמלול. לפיכך, התנגשויות וכתוצאה מכך מתרחשות בהכרח נזק ל- DNA. החוקרים לא ידעו כיצד תאים מתקשרים כדי למנוע או להתאושש מההתנגשויות הללו עד כה.
צוות המחקר של ד"ר לו ראה כי KCTD10 יכול לחוש כאשר התנגשות עומדת להתרחש ולהתנהג כמו בקר תנועה, ומפעילה סדרת תגובות למניעתו. החלבון מפעיל אנזים הנקרא Cul3 שנכנס פנימה כדי לומר למכונות התמלול האיטיות יותר לנוע הצידה ולאפשר למכונות השכפול לעבור, תוך הימנעות מהפסקות מזיקות ל- DNA. CUL3 ו- KCTD10 משיגים זאת באמצעות תהליך הנקרא ubiquitination המסיר את החלבונים מול מכונות השכפול.
זה מכבר נצפה ששכפול DNA ותמלול פועלים באותו כיוון. הממצאים במחקר זה מראים כי KCTD10 עשוי למלא תפקיד משמעותי בזה, תוך כדי מעצבים את הארגון הכללי של הגנום האנושי.
הריגת תאים סרטניים
"התעניינתי ברעיון שאם נוכל להבין טוב יותר כיצד תהליכים אלה מתרחשים בדרך כלל, אנו יכולים למקד בצורה יעילה יותר לתאי סרטן שבהם תהליכים אלה תקלה, מה שמפנה אותם מעבר לקצה למוות של תאים", אומר ג'ייק קלובר, MD-PH.D. סטודנטים וסופר מחבר המחקר. הוא ערך את המחקר בדוקטורט. רכיב בתואר הכפול שלו בבית הספר למדעי הביו -רפואה של מאיו קליניקה ובית הספר לרפואה של Mayo Clinic Alix. קלובר מתכנן להמשיך בקריירה כרופא-מדען באונקולוגיית קרינה.
כאשר KCTD10 חסר, זה מוביל לחוסר יציבות גנומית ולמוטציות שיכולות לגרום להיווצרות גידולים. מחקרים קודמים הראו גם כי עיכובים התפתחותיים קשורים לאובדן KCTD10.
מצד שני, בתאי סרטן חסרי ההגנה על KCTD10 מכיוון שמכונות השכפול והתמלול אינן פועלות כראוי, החלבון החסר יכול לשמש סמן ביולוגי לפגיעות של תאי סרטן אלה.
"אנו יכולים לנצל את זה ולתקוף את אותם תאים סרטניים כאשר הם הפגיעים ביותר, מה שפותח עבורנו חלון טיפולי חדש לטיפול בסוגים מסוימים של סרטן", אומר ד"ר לו.
הצעדים הבאים במחקר זה מזהים אילו סוגים של סרטן חסרים חלבון זה ומצביעים דרכים למקד לאותם תאים סרטניים עם תרופות לסרטן חדשות או קיימות.
המחקר הוא חלק ממאמץ גדול יותר במרפאת מאיו הנקראת יוזמת Precure המתמקדת בפיתוח כלים המעצימים קלינאים לחזות וליירט תהליכים ביולוגיים לפני שהם מתפתחים למחלות או להתקדם לתנאים מורכבים וקשים לטיפול.
