science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe een eiwit vrijkomt om dodelijke kankers te veroorzaken

Structuur van GLI1-eiwit. (A) Schematische voorstelling van de primaire structuur van menselijk GLI1-eiwit, met de MAPK-docking-site (D-site), het SUFU-bindende motief en het zinkvinger-DNA-bindende domein. Het transcriptionele activeringsdomein vormt een groot deel van de C-terminale helft van het eiwit. (B) Aminozuursequentie van residuen 68-134, met de D-site, het SUFU-bindende motief en een cluster van vijf canonieke MAPK-fosforylatieplaatsen (SP). De bovenstaande cijfers tonen de positie van de serineresiduen in de SP-plaatsen. (C) De laatste twee van de zeven SP MAPK-fosforylatieplaatsen in residuen van 68-232 GLI1. Na S201 vindt de volgende SP- of TP-site plaats op S441. Krediet:A. Jane Bardwell et al, Life Science Alliance (2022). DOI:10.26508/lsa.202101353

Betere behandelingen voor sommige van de dodelijkste vormen van kanker zouden dichterbij kunnen komen dankzij een door de Universiteit van Californië, Irvine geleide ontdekking over hoe een bepaald eiwit wordt geactiveerd in tumorcellen. De bevinding, aangevoerd door onderzoekers van de School of Biological Sciences, zou uiteindelijk kunnen leiden tot mogelijke therapieën voor het bijzonder gevaarlijke melanoom en pancreasadenocarcinoom, evenals het meest voorkomende type hersenkanker bij kinderen en huidkanker bij volwassenen. Een paper waarin het project wordt beschreven, verschijnt in Life Science Alliance .

De ontdekking heeft betrekking op het GLI1-eiwit, dat belangrijk is bij de celontwikkeling, maar ook bij verschillende kankers is ingeschakeld. GLI1 wordt meestal geactiveerd door de Hedgehog-signaleringsroute, bekend als HH. Wetenschappers weten echter al ongeveer tien jaar dat overspraak (interactie) tussen HH en de door mitogeen geactiveerde proteïnekinaseroute een rol speelt bij kankers.

"In sommige gevallen kunnen eiwitten in de ene route eiwitten in een andere aanzetten", zegt hoofdauteur A. Jane Bardwell, projectwetenschapper bij de afdeling Ontwikkelings- en celbiologie van de UCI. "Het is een complex systeem. We wilden het moleculaire mechanisme begrijpen dat ertoe leidt dat GLI1 wordt geactiveerd door eiwitten in de MAPK-route."

GLI1 bindt normaal gesproken stevig aan een eiwit dat SUFU wordt genoemd. Dat eiwit onderdrukt GLI1, waardoor het de celkernen niet kan binnendringen en genen kan aanzetten. De wetenschappers onderzochten zeven plaatsen op het GLI1-eiwit die gefosforyleerd konden worden of waarop een fosfaatgroep kon worden overgebracht.

"We hebben er drie geïdentificeerd die kunnen worden gefosforyleerd en die betrokken zijn bij het verzwakken van de binding tussen GLI1 en SUFU", zegt Lee Bardwell, hoogleraar ontwikkelings- en celbiologie, wiens laboratorium het project uitvoerde. "Dit proces activeert GLI1, waardoor het de celkern kan binnendringen, waar het ongecontroleerde groei kan veroorzaken, resulterend in kanker."

Hij merkte op dat fosforylering van alle drie de locaties een significant hoger niveau van GLI1-ontsnapping uit SUFU veroorzaakt dan wanneer slechts één of zelfs twee fosfaatgroepen ontvangen.

De ontdekking is een belangrijke stap in de richting van effectievere en gepersonaliseerde kankerbehandelingen. "Als we precies kunnen begrijpen wat er gaande is in een bepaalde kanker of bepaalde tumor, zou het mogelijk kunnen zijn om een ​​medicijn te ontwikkelen dat specifiek is voor een specifieke tumor of individuele patiënt," zei Bardwell. "Het zou ons in staat stellen om deze ziekten te behandelen zonder de toxiciteit van basale chemotherapie." Bovendien hebben veel tumoren van dezelfde kanker verschillende mutaties tussen individuen. Uiteindelijk kan het haalbaar zijn om tumoren te screenen om voor elk de beste aanpak te ontwikkelen.

Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met de afdeling Microbiologie &Moleculaire Genetica van de UCI School of Medicine en de afdeling Dermatologie van de Stanford University School of Medicine.