In einer Studie mit Hilfe von Hefe-Zellen und Daten aus krebszelllinien, Johns Hopkins University Wissenschaftler berichten, die Sie gefunden haben, einer potentielle Schwachstelle bei Krebszellen, die haben extra Sätze von Chromosomen, die Strukturen, die tragen das genetische material. Die Sicherheitsanfälligkeit, sagen Sie, ist verwurzelt in einer gemeinsamen Funktion bei Krebszellen—Ihre hohe intrazelluläre protein-Konzentrationen, dass Sie erscheinen aufgebläht und dicken, und die verwendet werden könnten, wie es möglich ist, neue Ziele für Krebs-Behandlungen.
„Die Wissenschaftler denken jetzt mehr über targeting die biophysikalischen Eigenschaften von Krebszellen, um Sie selbst zu zerstören“, sagt Rong Li, Ph. D., Bloomberg Distinguished Professor für Zellbiologie und Onkologie an der Johns Hopkins University School of Medizin und der Chemischen und Biomolekularen Technik an der Johns Hopkins Whiting School of Engineering.
Weitere Forschung ist geplant, die Ergebnisse zu bestätigen, die in tierischen und menschlichen Krebszellen, sagt Li.
Ein Bericht über die Forschung, geführt von Li, veröffentlicht in der Juni-6-Ausgabe von Natur.
Die neuen Experimente konzentrierten sich auf eine Chromosom-Anomalie bekannt als Aneuploidie. Normale menschliche Zellen, zum Beispiel, haben eine ausgewogene Anzahl von Chromosomen: 46 in allen oder 23 Paare von Chromosomen verteilen. Eine Zelle mit Chromosomen, bei denen zusätzliche oder weniger Kopien genannt ist aneuploid. Li sagt, „Aneuploidie ist die #1 der Kennzeichen von Krebs“, und ist in mehr als 90% der soliden tumor-Krebs-Typen.
Wenn die Zellen gewinnen Chromosomen, Li sagt, Sie bekommen auch ein extra set der Gene, die Sie produzieren mehr als die normale Menge des proteins, die eine Zelle macht. Dieser überschuss geben können Zellen Wachstum Fähigkeiten, die Sie normalerweise nicht haben würde, manchmal so dass Sie zu überwuchern und entwickeln sich zu einem tumor.
Da aneuploid Zellen haben unsymmetrische protein-Produktion, Sie haben zu viele frei-schwimmenden Proteine, die nicht organisiert sind in einem Komplex. Das erhöht die Konzentration innerhalb der Zelle im Vergleich zu draußen. Zum Ausgleich für die erhöhte Konzentration, die Zellen ziehen sich im Wasser, ein Phänomen, das führt zu hypo-osmotischer stress.
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„Aneuploid Zellen dazu neigen, größer zu werden und mehr geschwollen als die Zellen mit einer ausgewogenen Anzahl von Chromosomen“, sagt Li.
Li,, wer ist ein Mitglied der Johns Hopkins Kimmel Cancer Center, sagt, Sie und Ihr team dargelegt, um zu sehen, ob es eine gemeinsame Achillesferse unter aneuploid Krebszellen ein, dass würde machen ein leistungsfähiges strategisches Ziel für die Krebsbehandlung.
Für die Studie, die dauerte fast fünf Jahre, um abzuschließen, Li und Ihre Kollegen, einschließlich ersten Autor und Johns Hopkins postdoctoral fellow Hung-Ji Tsai, Ph. D., blickte in Hefe-Zellen, die 16 Chromosomen. In stressigen Umgebungen, wie diejenigen, die mit kalten Temperaturen oder unzureichend Nährstoffe, die Hefe-Zellen anpassen durch die Veränderung der Anzahl der Chromosomen, die es Ihnen erlaubt, zu überleben, besser wegen der änderungen in den relativen Mengen der verschiedenen Proteine.
Li und Tsai untersuchte gen-expression von tausenden von aneuploid Hefe-Zellen, verglichen mit normalen. Speziell die Wissenschaftler für die Genexpression Veränderungen, die geteilt wurden unter den aneuploid Zellen trotz Ihrer Unterschiede im Chromosom Nummer kopieren. Unter den aneuploid Zellen, fanden die Wissenschaftler, dass die gen-expression verändert wurde in etwa 4% des Genoms verglichen mit normalen Zellen.
Als Nächstes verglichen die Wissenschaftler die Aneuploidie-associated gene expression mit Informationen aus einer Datenbank der Stanford-Universität, enthält änderungen in der Genexpression unter normalen Hefe-Zellen ausgesetzt, um verschiedene Stress-Umgebungen. Sie fanden, dass sowohl die aneuploid Zellen und normale Zellen unter hypo-osmotischen stress teilen bestimmte gene expression Eigenschaften. Sie teilen auch das problem der aufgeblähten, Auswirkungen auf Ihre Fähigkeit zu verinnerlichen Proteine, die sich auf der Zellmembran, welche für die Nährstoffaufnahme.
Li ’s team hat seine Arbeit fortgesetzt, um zu sehen, ob es ausnutzen konnte, aneuploid Zellen“ Sicherheitsanfälligkeit in die angemessene Kontrolle der Aufnahme von Nährstoffen. Sie prüfte den Hefe-Genom und fanden einen molekularen Signalweg, die zwei Proteine, die sogenannten ART1 und Rsp5, die regulieren die Zellen, mit der Fähigkeit zu zeichnen, die in den Nährstoffen wie glucose und Aminosäuren. Wenn die Wissenschaftler inaktiviert die Proteine im aneuploid Hefe-Zellen, fehlte Ihnen die richtige intrazellulären Nährstoffgehalt und weniger in der Lage waren, zu wachsen.
Das menschliche äquivalent der molekularen Signalweg umfasst Proteine, so genannte arrestins und Nedd4.