Клетки млекопитающих оказались гораздо более живучими и изобретательными, чем считала современная наука. Исследователи обнаружили резервный метаболический путь, который активируется в критических условиях, обеспечивая клетку строительными материалами в обход привычных, но заблокированных механизмов. Статья об открытии опубликована в журнале Nature Chemical Biology.
Ученые из университета Монтаны (США) под руководством профессора генетики Эда Шмидта смогли разгадать биохимическую загадку, которая ставила под сомнение базовые принципы функционирования клеток млекопитающих.
Загадочное выживание
Для выживания любой клетке необходим постоянный приток аминокислоты цистеина, который нужен для синтеза белков и защиты от повреждений. Обычно клетки получают его путем расщепления цистина с помощью системы дисульфидной редуктазы. Десятилетиями считалось, что без этого механизма жизнь невозможна.
Однако в 2014 году команда Шмидта вывела генетически модифицированных мышей, у которых были отключены основные ферменты редуктазы в печени. Вопреки всем ожиданиям и законам биологии, животные не погибли. На протяжении семи лет вместе с коллегами из Национального института онкологии Венгрии ученые искали объяснение этому парадоксу.
Ключ к терапии
Оказалось, что при отключении основного конвейера клетки переключаются на альтернативный маршрут. Вместо того чтобы разрывать дисульфидную связь в молекуле цистина, резервная система разрушает соседнюю углерод-серную связь, тем самым высвобождая необходимый цистеин. Профессор Шмидт предполагает, что этот запасной механизм появился еще у ранних многоклеточных организмов как способ защиты от токсинов.
Это фундаментальное открытие имеет огромное прикладное значение для медицины. Ученые уверены, что именно этот древний защитный механизм помогает некоторым видам раковых клеток успешно противостоять химиотерапии, облучению и иммунотерапии. Понимание принципов работы этого резервного пути позволит фармакологам создать препараты, которые будут целенаправленно отключать его, делая опухоли беззащитными перед лечением.
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые придумали систему, которая «будит» раковые опухоли и делает патогенные клетки уязвимыми для атаки.
