Ученые впервые сумели выделить в чистом виде один из человеческих белков, BRCA2, нарушения в котором резко повышают риск развития онкологических заболеваний, что поможет выявить механизмы работы белка и разработать надежные методы предотвращения развития рака, сообщается в трех независимых статьях в журналах Nature и Nature Structural & Molecular Biology.

Впервые этот белок, вместе с рядом других, был открыт в 1994 году. С тех пору ученые установили его основную функцию – совместно с другими белками, например BRCA1, этот белок отвечает за восстановление поврежденной ДНК в клетках. Исследователи давно знали, что мутации в гене, кодирующем этот белок, резко повышают риск развития рака молочной железы, яичников и других типов раковых заболеваний.

Для того, чтобы лучше понять, как функционирует этот белок и как можно предотвратить вызываемые сбоями в его работе негативные последствия для организма, биологам было необходимо выделить этот белок в чистом виде, а также выделить второстепенные белковые молекулы, взаимодействующие с BRCA2 и помогающие ему выполнять свою работу.

Несмотря на годы усилий многих научных групп, до сих пор ученые сумели выделить в чистом виде лишь второстепенные белки, а структура и функционирование BRCA2 изучалась, главным образом, на примере схожих белков в организмах лабораторных животных – мышей, червей и так далее.

Основной причиной затруднений была неимоверно большая молекулярная масса этого белка, состоящего из 3,418 тысяч аминокислот.

Это действительно очень много, мне сложно припомнить какие либо другие примеры таких больших белковых молекул", – сказал соавтор одной из публикаций Вольф-Дитрих Хэйер (Wolf-Dietrich Heyer) из Калифорнийского университета в Дэвисе, слова которого приводит интернет-издание Nature News.

Кроме того, BRCA2 чрезвычайно неустойчив и обычно существует только в соединениях (комплексах) с другими белковыми молекулами.

Одним из способов решения проблемы, найденным группой соавторов из Калифорнийского университета было добавление к белку дополнительного фрагмента, повышающего его растворимость в воде и стабильность. После этого ученым удалось выделить этот белок из выращиваемых в пробирке клеток человеческой почечной ткани. Разработка и оптимизация данного метода потребовала четырех лет напряженной сфокусированной работы одного из молодых сотрудников лаборатории.

Похожим путем шли и остальные две группы. Теперь ученые смогут проводить эксперименты с самим BRCA2 и молекулами, с которыми он взаимодействует, чтобы лучше понять механизмы работы белка.

Предварительные эксперименты уже позволили выявить процессы, благодаря которым белок прикрепляется к участкам поврежденной ДНК и направляет новые фрагменты этой молекулы в поврежденные участки для их замены.

Изначально ученые предполагали, что BRCA2 выполняет лишь вспомогательные функции, однако теперь авторы статей склоняются к тому, чтобы «назначить» этот белок основным регулятором процессов восстановления поврежденной ДНК в клетках человеческого организма.

Наиболее же быстрым и важным результатом этих работ будет выявление критических мутаций в гене, кодирующем BRCA2, которые оказывают решающее влияние на развитие рака. Это может привести даже к созданию лекарств, блокирующих работу мутантных молекул BRCA2 и предотвращающих развитие онкологических заболеваний.

По материалам