211service.com
Vai RNS var ieslēgt gēnus?
Šonedēļ vairāk nekā 700 zinātnieku uz piecām dienām pulcējušies uz slēpošanas kūrortu Keystone, Kolorādo. Bet tas nav sniegs, kas viņus savedis kopā. Drīzāk tas ir kaut kas, kas viņiem šķiet daudz aizraujošāks: RNS — niecīga DNS brālēns, kas var būt atslēga ģenētiskās terapijas izstrādē daudzām slimībām, tostarp vēzim, neiroloģiskām un elpceļu slimībām un HIV.
Farmakoloģijas profesors Deivids Korijs, maģistrantūras studente Rosalyn Ram un farmakoloģijas docente Betānija Janovska ir aktivizējuši noteiktus gēnus kultivētās šūnās, izmantojot RNS virknes. RNS traucē proteīnu maisījumu, kas ieskauj hromosomu DNS - proteīnus, kas kontrolē, vai gēni ir ieslēgti vai izslēgti. Jaunā tehnika varētu novest pie terapijas tādiem stāvokļiem, kuros gēna pamudināšana palīdzētu atvieglot slimības.
Gandrīz pirms astoņiem gadiem pētnieki Kreigs Mello no Masačūsetsas Universitātes Medicīnas skolas un Endrjū Fīrs no Stenfordas Universitātes Medicīnas skolas atklāja, ka RNS ir izšķiroša loma gēnu ekspresijas regulēšanā: spēja izslēgt gēnus. Viņi ieguva Nobela prēmiju par savu darbu 2006. gadā, identificējot mehānismu procesam, ko sauc par RNS traucējumiem jeb RNAi. Viņi atklāja, ka RNS bloķē gēna ziņojumu nodošanu olbaltumvielām, būtībā izslēdzot šo gēnu. Kopš tā laika zinātnieki visā pasaulē ir izmantojuši šo ideju, meklējot veidus, kā RNSi izslēgt dažādus gēnus, jo īpaši tos, kas izraisa slimības. Šīs nedēļas konferences sarunās, kuras nosaukums ir RNAi mērķa apstiprināšanai un kā terapeitisks līdzeklis, dominē RNS loma gēnu izslēgšanā.
Tomēr nav daudz zināms par RNS lomu, ja tāda ir, gēnu pārveidē ieslēgts . Tā ir pētnieku parādība Betānija Janovska un Deivids Korijs uzdūros pirms pāris gadiem, gandrīz nejauši. Viņu pētījums, kas publicēts Daba Ķīmiskā bioloģija , sniedz pierādījumus par RNS ģenētisko slēdzi, un viņi ir prezentējuši savus atklājumus šīs nedēļas konferencē.
2005. gadā Janovskis un Korijs, abi Teksasas Universitātes Dienvidrietumu medicīnas centrā, pētīja RNS ietekmi uz noteiktu ar krūts vēzi saistītu gēnu izslēgšanu. Konkrēti, viņi atklāja, ka RNS virkņu injicēšana cilvēka krūts vēža šūnu kultūrās ar augstu progesterona receptoru līmeni inhibēja gēnu, kas kontrolē šo receptoru. (Ir konstatēts, ka dažādi hormona progesterona līmeņi ietekmē vēža šūnu augšanu.) Rezultātā komanda novēroja samazinātu progesterona ražošanas līmeni.
Pēc rūpīgākas izpētes Janovskis un Korijs arī atklāja, ka nelielam skaitam RNS virkņu bija pretējs efekts, izraisot nelielu gēnu aktivācijas pieaugumu - efektu, ko viņi nebija gaidījuši. Turpinot izmeklēšanu, viņi izolēja aktivizējošās RNS virknes, pēc tam injicēja tās vēža šūnu kultūrā ar zemu progesterona receptoru līmeni. Rezultāts: RNS faktiski atklāja gēnu ekspresiju šiem receptoriem, stimulējot gēnu ražot vairāk progesterona.
Tas patiešām ir pretrunā ar dogmu, saka Janovskis, farmakoloģijas docents un pētījuma vadošais autors. Ideja, ka RNS var būt galvenais regulators, cilvēkiem ir jāpierod. Bet bioloģiskā līmenī tas ir pilnīgi loģiski. Ja RNS var apklusināt, tai vajadzētu būt iespējai ieslēgties.
Spējai ieslēgt un izslēgt gēnus var būt liela ietekme uz slimību ārstēšanu. Piemēram, vēža attīstību daļēji var izraisīt gēnu mutācijas, kas kontrolē šūnu augšanu. Ķermenis satur gēnus, kas ir dabiski audzēju nomācēji. Mutācijas, kas apklusina šos gēnus, var izraisīt nekontrolētu vēža augšanu. Janovskis un Korijs uzskata, ka, atrodot veidu, kā šos gēnus atkal ieslēgt, var tikt apturēta audzēja šūnu augšana.
Tomēr viņi saka, ka nav precīzi skaidrs, kā darbojas RNS ģenētiskais slēdzis. Savos eksperimentos pētnieki injicēja RNS tieši vēža šūnās, kur tā mijiedarbojās ar konkrētiem gēniem, lai tos ieslēgtu. Janovskis saka, ka šī var būt tiešāka metode, salīdzinot ar parastajām RNSi metodēm, kurās zinātnieki injicē RNS virknes ārpus šūnas, lai bloķētu RNS ziņnesi — starpmolekulu, kas piegādā ģenētisko informāciju no šūnas apkārtējiem proteīniem, kas izpilda gēna norādījumus.
Ir vieglāk kaut ko izslēgt, rīkojoties kā ceļa bloķētājs, lai transkripcijas iekārta to nevarētu pārvarēt, saka Janovskis. Bet to aktivizēt ir grūtāk.
Gordons Karmikels Konektikutas Universitātes Veselības centra ģenētikas un attīstības bioloģijas profesors pēta RNS lomu slimību regulēšanā. Kamēr Karmikels neapmeklēja konferenci, viņš ir iepazinies ar komandas darbu un saka, ka pētījums ir interesants, kaut arī mulsinošs. Rodas jautājums, vai novērotā ietekme ir vispārīga un, ja jā, tad cik vispārīga? viņš saka. Šķiet, ka ir maz gēnu, kurus var regulēt šādā veidā.
Turpmākajos pētījumos Janovskis un Korijs plāno izpētīt precīzu RNS ģenētiskās aktivizēšanas potenciāla mehānismu. Viņi arī izpētīs RNS ietekmi, ieslēdzot dažādus gēnus, tostarp audzēja nomācošos gēnus, un cer, ka galu galā varēs eksperimentēt ar dzīvnieku modeļiem. Tomēr Janovskis atzīst, ka komandas darbs un tā secinājumi ir provizoriski.
Filips Šārps MIT profesors un Nobela prēmijas laureāts vēža pētnieks, iesaka nogaidīšanas pieeju. Runājot no RNAi konference Kolorādo Šārps saka, ka var paiet kāds laiks, līdz RNS ģenētiskais ieslēgšanas slēdzis tiks zinātniski apstiprināts tikpat zinātniski kā tā izslēgšanas slēdzis. Viņš saka, ka būs jāiegulda daudz papildu darba, pirms varēs spriest par šī atraduma nozīmi.
Teksasas Universitātes komanda tikmēr ir optimistiska. Jebkas jauns būs laika pārbaude, saka Janovskis. Cilvēki ir diezgan atvērti jaunām idejām, taču, tā kā tas ir tik ļoti iesakņojies, cilvēkiem būs vajadzīgs laiks, lai to apgūtu.