Wissenschaftler haben die ausführliche Zelle eines wesentlichen Stückes des Telomeraseenzyms, ein wichtiger Beisteuernder zur überwiegenden Mehrheit von menschlichen Krebsen bestimmt. Das Verständnis der körperlichen Verfassung des Proteins hat zu ein besseres Verständnis geführt von, wie es wirkt, um Zellen zu verewigen - und Wissenschaftlern helfen sollte, effektive Krebsmedikamente breit zu konstruieren.
Bis jetzt hat der Mangel an ausführlicher struktureller Information über das Enzym Fortschritt in Entwicklersubstanzen gehindert, um ihn zu sperren, sagt die Forscher, die ihre Ergebnisse in der Natur-Strukturellen u. Molekularbiologie veröffentlichten. Howard Hughes Medical Institute Präsident Thomas R. Cech, dessen Labor an der Universität von Colorado in Boulder ist, führte die Studie, geleitet mit Kollegen Steven A. Jacobs und Elaine R. Podell.
Krebsforscher haben lang eine Methode gesucht, Telomerase, ein Enzym zu überwinden, dessen übermäßige Aktivität zum unkontrollierten Wachstum von bis zu 90 Prozent menschliche Tumoren beiträgt. Das Enzym ist für einige schnell teilende Zellen wesentlich - wie die in einem sich entwickelnden Embryo - wo er telomeres ausdehnt, die Regionen in hohem Grade sich wiederholender DNS gefunden an den Enden von Chromosomen. In den meisten gesunden erwachsenen Zellen wird Telomerase abgestellt, und telomeres schrumpfen langsam während der Zellteilung - ein normaler Prozess, der der Lebensdauer der Grenzzellen hilft. Krebszellen jedoch finden normalerweise eine Methode, Telomerase zurück zu drehen ein und erzielen eine gefährliche Unsterblichkeit.
„Das Erhalten von telomeres wieder wiederholt wird gefordert, damit Karzinogenese,“ Cech erklärte fortfährt. „Es ist ein wesentlicher Schritt in der Entwicklung von Krebs, und das macht sie von vielen Zinsen therapeutisch, weil es ein Ziel ist, das eine große Vielfalt von Krebsen auswirken könnte.“
Telomerasehibitoren sind in der klinischen Entwicklung jahrelang gewesen, aber, Cech sagte, ist Fortschritt langsam gewesen. „Die Entwicklung von AntiTelomerase Chemotherapeutics ist durch die Tatsache, dass es keine strukturelle Basis für das Denken an das Problem gab,“ er sagte angefochten worden. Wie „Es gab keine Abbildung ausführlich jedes mögliches von, was irgendein Teil dieses Proteins aussieht.“
Viele Labors haben auf das Entwickeln dieser Abbildung hingearbeitet, aber die Aufgabe hat die Herausforderung geprüft. Das ist, weil das Enzym neigt, außerhalb der Zellen zusammen einmal aufzuhäufen und verhindert, dass es die bestellten Kristalle bildet, die für strukturelle Studien notwendig sind. Wissenschaftler von Cechs Labor und andere hatten versucht, Stoffe zu vereinfachen, indem sie einen Teil des Proteins kristallisierten, aber die Abschnitte, die sie auswählten, häuften zusammen gerade so störrisch wie das ganze Enzym auf.
Jacobs, ein Krebs-Forschungsstiftungsgegenstück Damon Runyon in Cechs Labor und der erste Autor des Papiers, entwickelten ein neues Konzept. Mithilfe der Bakterien und eines Proteins, das grüne Leuchtstoffleuchte ausstrahlt, versah Jacobs nach dem Zufall zehn Tausenden Fragmente des Enzyms für eins mit filter, das sich zur erfolgreichen strukturellen Analyse leihen würde. Seine Strategie nutzte die Tatsache, dass, wenn mehrfache Exemplare des Leuchtstoffproteins zusammen aufhäufen, die Fluoreszenz gelöscht wird oder erloschen. So führte Jacobs Bakterien aus, um Fragmente des Telomeraseenzyms zu produzieren, das zum Leuchtstoffprotein fixiert wurde. Da Telomerasefragmente, die zusammen bündelten, entlang - und löschen - ihr verbundenes Leuchtstoffprotein schleppen würden, wusste Jacobs, dass alle hellgrünen bakteriellen Kolonien Proteinfragmente produzierten, die frei blieben. Jene seltenen Kolonien würden die besten Kandidaten für weitere Analyse sein.
Jacobs führte diese Experimente auf Fragmenten des Telomeraseenzyms von einer Vielzahl von Organismen durch und fand dass nur ein Fragment von Tetrahymena -- der einzellige Organismus, in dem Telomerase zuerst entdeckt wurde -- würde arbeiten. Forscher benannten das Proteinfragment „Telomerase wesentliches N-Endstück“ (DIE ZEHN) Gebiet, in Anspielung auf seine Stellung innerhalb des kompletten Enzyms. Es nahm einigen biochemischere Tricks, aber schließlich kristallisierte Jacobs das Proteinfragment und analysierte es unter Verwendung der Röntgenstrahlbeugung.