Supercomputer di uso degli scienziati da fare luce sul meccanismo di formazione del cancro di interfaccia

Il cancro di interfaccia, specialmente melanoma, che è il tipo più micidiale e più serio di cancro di interfaccia umano, comincia come una piccola lesione o difetto. Solitamente, questi difetti cominciano come capitalizzazione inoffensiva dei melanocytes, che danno all'interfaccia il suo colore. Mentre la malattia progredisce, può spargersi in tutto l'organismo.

Un gruppo degli scienziati all'università del Texas in Austin ora sta usando i supercomputer e gli algoritmi per rivelare il meccanismo che stimola le mutazioni delle cellule trovate a metà circa di tutti i casi del melanoma.

Il cancro di interfaccia è il cancro più comune negli Stati Uniti ed attraverso il globo. È preveduto che circa uno in cinque genti nel paese sviluppi il cancro di interfaccia quando raggiungono l'età di 70 e più di due genti muoiono dal cancro di interfaccia negli Stati Uniti ogni ora.

Sebbene il melanoma sia il meno tipo comune di cancro di interfaccia, è il più micidiale. Nel 2019, è aggettato che ci saranno circa 96.480 nuovi casi del cancro di interfaccia negli Stati Uniti e circa 7,230 persone morirà dalla malattia.

Cancro di interfaccia e mutazione B-RAF

I ricercatori hanno trovato un'associazione del cancro di interfaccia con determinate mutazioni della chinasi B-RAF (Fibrosarcoma rapido accelerato), che è una proteina che fa parte della catena del segnale che comincia fuori della cella e va dentro avviare la crescita della cella. Il Ras/via chinasi di RAF/Mek/Erk è vitale per la ricerca di cancro, cercante le risposte più ulteriormente per capire come le celle si sviluppano fuori controllo. Lo studio ha rivelato che una metà stimata dei casi del melanoma ha una singola mutazione particolare su B-RAF, definita come il residuo della valina 600 a glutammato (V600E).

La mutazione da allora si è trasformata in in un obiettivo cruciale di varie droghe e con gli anni, determinati inibitori della mutazione sono stati sviluppati. Queste droghe usate per inibire la mutazione lungo la strada, un evento sconosciuto hanno accaduto. L'inibizione della mutazione presenta uno svantaggio, poiché ha stimolato unmutated, tipo selvaggio chinasi proteiche di B-RAF, che ha avviato ancora lo sviluppo del cancro di interfaccia micidiale.

“In questo contesto, abbiamo lavorato a studiare la struttura di questa proteina importante, B-RAF. Abbiamo mirato a studiare lo stato più del tipo di indigena della proteina per capire come ha regolamentato nelle celle, perché la maggior parte degli studi sono stati messi a fuoco sul dominio isolato della chinasi e come le droghe legano al dominio della chinasi,„ Yasushi Kondo, un ricercatore postdottorale nel laboratorio di John Kuriyan a Uc Berkeley e un co-author dello studio, ha detto.

Simbolo della circolare di yang e di Yin

I ricercatori hanno confrontato il dimero B-RAF al simbolo della circolare di yang e del yin. Hanno usato i modelli elaborati dal calcolatore e le simulazioni per confermare un'individuazione valida. Hanno condotto le simulazioni dinamiche molecolari del dimero B-RAF per verificare la sua stabilità della conformazione asimmetrica.  Il gruppo non è sicuro perché la conformazione era asimmetrica o squilibrata, o che cosa è obiettivi da fare nel mantenimento dello stato attivo degli enzimi.

Gli scienziati stanno utilizzando i supercomputer potenti per scoprire il meccanismo che attiva le mutazioni delle cellule trovate in circa 50 per cento dei melanomi. Le simulazioni di dinamica molecolare sul supercomputer dello Stampede2 di TACC hanno verificato la stabilità della struttura di B-RAF:14-3-3 complesso, che una volta mutato è collegato al cancro di interfaccia. Gli autori di studio confrontano il dimero B-RAF al simbolo circolare di yin yang cinese degli opposti collegati uniti alla coda. Credito di immagine: Karandur et al., TACC
Gli scienziati stanno utilizzando i supercomputer potenti per scoprire il meccanismo che attiva le mutazioni delle cellule trovate in circa 50 per cento dei melanomi. Le simulazioni di dinamica molecolare sul supercomputer dello Stampede2 di TACC hanno verificato la stabilità della struttura di B-RAF: 14-3-3 complesso, che una volta mutato è collegato al cancro di interfaccia. Gli autori di studio confrontano il dimero B-RAF al simbolo circolare di yin yang cinese degli opposti collegati uniti alla coda. Credito di immagine: Karandur et al., TACC

Hanno trovato che nel sistema che non ha segmento distale della coda, il complesso era interamente instabile. Un altro risultato principale delle manifestazioni di studio sta scoprendo il meccanismo di atto che accende il complesso della chinasi B-RAF di due chinasi B-RAF e di due 14-3-3 proteine dell'armatura, in cui la chinasi B-RAF è lo stimolatore o l'attivatore, mentre l'altro è il ricevitore.

I ricercatori hanno ammesso che il loro studio presenta le limitazioni. Per uno, i piccoli sistemi forniscono i risultati d'osservazione rapidi mentre nei grandi sistemi, determinati cambiamenti si presentano nel nanosecondo, nel microsecondo e nelle scale cronologiche di millisecondo. Il supercomputer Stampede2 ha realizzato tutte le simulazioni ed ha fornito i risultati veloci ed efficienti.

Il nuovo studio aprirà la strada per lo sviluppo futuro di nuovi trattamenti e terapie per il melamoma. Lo studio è stato pubblicato nell'associazione americana per l'avanzamento del giornale della scienza, scienza.

Journal reference:

Cryo-EM structure of a dimeric B-Raf:14-3-3 complex reveals asymmetry in the active sites of B-Raf kinases, Yasushi Kondo, Jana Ognjenović, Saikat Banerjee, Deepti Karandur, Alan Merk, Kayla Kulhanek, Kathryn Wong, Jeroen P. Roose, Sriram Subramaniam, John Kuriyan, Science 04 Oct 2019: Vol. 366, Issue 6461, pp. 109-115 DOI: 10.1126/science.aay0543, https://science.sciencemag.org/content/366/6461/109

Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She is currently completing her Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and worked as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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