O genă asociată cancerului declanșează diviziunea celulară pe o „scurtătură”
Majoritatea celulelor din organism nu se divid, ci rămân într-o stare asemănătoare hibernării, iar menținerea acestei stări este un proces activ: corpul trimite constant semnale pentru a împiedica diviziunea. Fără aceste semnale, orice țesut ar putea crește peste dimensiunea potrivită sau ar putea dezvolta tumori. Pentru a ieși din această stare, în urma unei leziuni sau a unei boli, celulele trebuie să primească instrucțiuni care să le determine să desfacă materialul genetic strâns împachetat în jurul proteinelor din nucleu.
Cercetătorii de la University of California, Santa Cruz au studiat o genă centrală pentru diviziunea celulară, E2F1, care funcționează defectuos în multe forme de cancer. Studiul, publicat în The EMBO Journal, confirmă că activarea acestei gene poate determina celulele să se dividă fără semnale de creștere și arată că E2F1 recurge la o scurtătură: se leagă direct de o zonă mică a genomului, fără a desface în mod semnificativ ADN-ul împachetat, și activează astfel genele legate de diviziune.
„Partea surprinzătoare este că, spre deosebire de procesul tipic, E2F1 poate activa genele ciclului celular fără să desfacă fizic genomul, sau aproape deloc”, a declarat Ali Shariati, profesor asociat de inginerie biomoleculară, care a condus cercetarea împreună cu Seth Rubin, profesor de chimie și biochimie. Potrivit cercetătorilor, acesta este un mod nou prin care factorii de transcripție pot activa gene și pot schimba soarta celulelor, determinându-le să se dividă.
Capacitatea de a activa diviziunea face din E2F1 o genă asemănătoare așa-numiților „factori pionieri”, care pot debloca ADN-ul strâns împachetat pentru a reprograma fundamental celulele. Echipa a constatat și că celulele pot detecta un prag specific de E2F1: odată ce nivelul depășește acest prag, celulele dormant se activează și încep să se dividă.
Scurtătura folosită de E2F1 are însă limite. Oamenii de știință au descoperit că celulele se pot divide cel mult de trei ori fără semnale suplimentare de creștere, iar procesul se desfășoară mult mai rapid decât cel obișnuit, bazat pe nutrienți. Pentru a urmări diviziunea în timp, cercetătorii au folosit tehnici de imagistică live pe celule individuale dezvoltate în laboratorul lui Shariati, inclusiv software-ul propriu DeepSea.
Cercetătorii suspectează că celulele canceroase ar putea exploata această activitate a E2F1, deși sunt necesare studii suplimentare. „Cancerele pot depăși verificările și echilibrele tipice pe care celulele noastre le folosesc pentru a menține starea dormantă, dereglând și crescând nivelul de E2F1 pentru a găsi o scurtătură înapoi spre ciclul celular”, a explicat Shariati.
El intenționează să studieze în continuare modul exact în care E2F1 activează genele după ce se leagă de genom, ceea ce ar putea ajuta la găsirea unei abordări mai precise de interferare cu această cale în contextul cancerului. De asemenea, vrea să analizeze cele opt gene din aceeași familie cu E2F1, unele dintre ele determinând celulele să devină dormante, și rolul lor în cancer.
Rubin este interesat dacă E2F1 poate fi țintit în cancere. „În domeniu s-au depus eforturi considerabile pentru a ținti rolul E2F1 în diviziunea celulară prin inhibarea proteinelor din amonte care controlează activitatea sa”, a spus el. „Ne-am întrebat dacă există modalități de a ținti E2F1 însuși pentru a opri proliferarea celulelor canceroase. Primii pași sunt să aflăm ce cancere specifice ar beneficia de blocarea activității E2F1 și apoi să găsim molecule care se leagă de E2F1 și împiedică activarea expresiei genelor ciclului celular.”
