Мутантный фермент RECQ4 связан с «эффектом Варбурга» рака

В здоровых клетках энергия поступает в основном из аэробного дыхания — кислородно-требующего процесса, который извлекает максимально возможную энергию из глюкозы или сахара в крови. Количество энергии измеряется количеством единиц произведенного аденозинтрифосфата (АТФ).Энергия также может быть получена в результате ферментации молочной кислоты, которая не требует кислорода, но также намного менее эффективна, производя только два АТФ на молекулу глюкозы по сравнению с 30 или более АТФ на молекулу глюкозы при аэробном дыхании. Однако большинство раковых клеток используют ферментацию молочной кислоты в качестве основного метода производства энергии — даже в богатой кислородом среде.

Этот метод генерации энергии в сочетании с высокой скоростью обработки глюкозы для компенсации низкого выхода АТФ на глюкозу называется эффектом Варбурга.Новое исследование исследователей City of Hope, опубликованное в Cell Reports 14 апреля, может объяснить, почему злокачественные клетки предпочитают этот менее продуктивный процесс.«Дисфункции митохондрий, источников энергии клетки, связаны с преждевременным старением и развитием рака.

Между тем, другие исследования показали, что мутация гена RECQ4 также связана с этими двумя классами болезней», — сказал Илун Лю, доктор философии. Н., Доцент кафедры радиационной биологии и старший автор статьи. «Поскольку RECQ4 производит фермент, который помогает синтезировать митохондриальную ДНК, я хотел исследовать связь между мутацией RECQ4 и функцией митохондрий, а также их роль в эффекте Варбурга».В этом эксперименте Лю и ее коллеги искали различия между клетками с нормальными или мутированными генами RECQ4. Последнее связано с более высоким риском лимфомы, и исследователи хотели определить, действуют ли их соответствующие ферменты, также называемые RECQ4, по-другому.

После нескольких анализов команда Лю обнаружила, что мутировавшие ферменты RECQ4 в большей степени сконцентрированы в митохондриях, чем в ядре клетки. Дальнейшие наблюдения показали, что это достигается путем обхода p32, белка, который обычно регулирует транспорт RECQ4 между двумя местами. Поскольку у мутантных ферментов RECQ4 отсутствуют аминокислоты, которые взаимодействуют с p32, они могут свободно перемещаться и накапливаться в митохондриях без каких-либо ограничений.Попадая в митохондрии, Лю заметил, что накопленные мутантные ферменты RECQ4 приводят к ускорению синтеза и делеции митохондриальной ДНК.

Оба эти процесса увеличивают вероятность мутации самой митохондриальной ДНК и нарушения функционирования митохондрий, эффективно блокируя способность предрасположенных к раку клеток подвергаться аэробному дыханию. Таким образом, клетка становится зависимой от молочнокислого брожения, которое происходит вне митохондрий, как основного метода производства энергии.

Хотя это исследование дает важные ключи к разгадке загадки эффекта Варбурга, Лю сказал, что необходимы дальнейшие исследования RECQ4 и p32, чтобы лучше объяснить биологические процессы рака. Между тем, результаты могут иметь потенциал для разработки теста для выявления раковых изменений — через концентрацию RECQ4 в митохондриях — или разработки терапии для блокирования или обращения вспять процесса накопления RECQ4.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *