Använda ett vanligt virus som ett verktyg för att undersöka onormal celltillväxt, en grupp ledd av forskare vid Cold Spring Harbor Laboratory (CSHL) har lyckats klargöra en intrikat serie av biokemiska steg som belyser ett sätt som cancer kan börja.
Lagets resultat är de senaste i en lång och framstående raden av forskningen vid CSHL med adenovirus, en typ av virus som orsakar vanlig förkylning hos människor, men vars arvsmassa innehåller kända onkogener - gener vars uttryck kan främja cancer under vissa villkor.
"Adenovirus bär ett antal samarbetsvilliga gener som modulerar celltillväxt på sätt som vi är intresserade", säger William Tansey, Ph.D., som, tillsammans med CSHL professorer Scott Lowe, Ph.D., och Gregory Hannon, Ph D. är en av lagets co-ledare och motsvarande författare till ett papper som ska publicerat April 22 i Proceedings of National Academy of Sciences. Andra gruppmedlemmar inkluderar molekylärbiologer från Stony Brook University i New York.
Med hjälp av en tumör Virus för att belysa Funktion
Teamet fokuserade på en adenovirala onkogen heter E1A, och ett protein som den kodar för med samma namn. "Båda har fått en stor uppmärksamhet genom åren", säger Dr Tansey, "och förstå varför, det hjälper att förstå varför virus - i detta fall, adenovirus, ett DNA-tumör-virus - är nyttigt för oss. Vi använder dem som du skulle använda en ficklampa, för att belysa viktiga processer inne i cellen som hjälper oss att förstå vad som går snett i onkogenes. "
Virus kan inte reproducera sig själva. En DNA-virus som adenovirus är föga mer än en liten, dubbel-strängat segment av DNA innesluten i ett protein skal. Det måste hitta ett sätt att komma in i kärnan i en levande cell och kapa cellens reproduktiva maskiner för att reproducera sig. "Det är inte adenovirus sig, men de saker den gör när det kommer in en cell som verkligen intresserar oss," Dr Tansey förklaras. "Genom att titta särskilt på aktiviteten av de proteiner adenovirus koder - proteiner som E1A - vi är att utnyttja en typ av naturlig tillväxt-kontrollmekanism."
"Nyttan av virus-DNA tumören för cancerforskning är baserad på antagandet att de har utvecklats till att rikta in sig på minsta antal cellulära vägar som behövs för virus förökning", säger Dr Lowe. När det går snett, att förstå hur en tumör virus som adenovirus främjar cancer kan avslöja i sin tur "de mest utsatta vägar och noder som är kopplade till Tumörgenesens," Dr Hannon till.
Beslagta cellcykeln
Eftersom en tumör viruset behöver för att lägga beslag på den reproduktiva maskineriet i en levande cell för att överleva, måste den tvingar värdcellen att komma in i reproduktiv eller S-fas, av sin cykel. Tidigare forskning har visat att ett protein som kallas E2F är central i den process genom vilken S-fasen är aktiverad. När cellen inte reproducera, är E2F känt att hämmas av dess bindning till ett annat protein som kallas Rb eller retinoblastom protein.
"Det är detta reglerade sammanslutning av E2F och Rb som är en av de viktigaste mekanismer genom vilka celler som normalt utvecklas till S-fasen," Dr Tansey sagt. Den E1A protein, efter bindning Rb, kan fysiskt dra ut den ur E2F molekylen. Detta släpper cellen att reproducera sitt DNA. Och detta i sin tur kan främja förändringar i samband med cancer.
Nyligen har det visat sig att E1A är cancer-främjande verksamhet är mer omfattande, också med en gen-reglerande protein som kallas P400. Fram till CSHL / Stony Brook laget publicerat sin nuvarande papper, visste ingen hur E1A är bindande med P400 påverkat processen.
E1A: s roll i en annan onkogena Pathway