Уникальные свойства паучьего шелка позволили использовать его в самых разных областях медицины - от генной терапии до восстановительной хирургии. Ученые, исследующие его потенциал в терапии рака нового поколения, нашли еще одно применение этому удивительному биологическому материалу, используя его для стабилизации и укрепления белка, разрушающего раковые опухоли и более известного как "страж генома".

Ученые взяли белок из паучьего шелка и использовали его для повышения противораковых свойств важного человеческого белка. Depositphotos

 

Данное открытие принадлежит исследователям в области онкологии из Каролинского института (Karolinska Institutet) в Швеции. Они изучали, как белок под названием p53 влияет на развитие рака, а также отвечающий за него ген TP53. Свое прозвище "страж" этот белок получил благодаря своей роли в контроле клеточного деления. Он приостанавливает процесс деления клеток, если обнаруживает повреждения или мутации ДНК, и таким образом предотвращает перерождение нормальных тканей в раковые.

Мутации и прочие виды дисфункции гена TP53 связаны с половиной всех онкологических заболеваний и являются ключевым объектом внимания ученых, пытающихся разработать новые методы лечения. Однако одним из недостатков белка p53 является его склонность к быстрому разрушению, поэтому ученые решили выяснить, как можно остановить этот  процесс.

Комплекс p53 с ДНК - "Страж генома"

 

"Проблема заключается в том, что клетки производят лишь небольшое количество р53, а затем быстро разрушают его, поскольку это очень массивный и неструктурированный белок", - говорит автор исследования Майкл Ландрех. "Мы вдохновились тем, как природа создает стабильные протеины, и использовали для стабилизации p53 белок паучьего шелка. Паучий шелк состоит из длинных цепочек высокостабильных молекул и является одним из самых прочных полимеров в природе".

Ученые взяли небольшой фрагмент синтетического белка паучьего шелка и совместили его с p53, образовав гибридный синтетический белок Spider-Silk-p53. При введении такого химерного белка (в рамках эксперимента in vitro) клетки начали вырабатывать его в очень большом количестве, причем гибрид оказался намного стабильнее, чем обычный p53, и отличался повышенной способностью к  разрушению онкологических новообразований.

Используя сочетание электронной микроскопии, компьютерного моделирования и масс-спектрометрии, исследователи смогли выяснить причины, по которым белок паучьего шелка оказывает такое воздействие.По словам учёных, синтезированный протеин добавляет некоторые фрагменты  к неупорядоченным участкам белка p53, таким образом, структурируя и укрепляя его.

"Создание более стабильного варианта р53 в клетках является перспективным подходом к терапии рака, и теперь у нас есть инструмент для достижения этой цели", - говорит соавтор исследования и профессор сэр Дэвид Лейн из Каролинского института. "В перспективе мы намерены разработать вакцину для борьбы с онкологией на основе мРНК, но перед этим нам необходимо знать, как этот белок функционирует в клетках организма и может ли его большое количество быть безопасным".

Исследование было опубликовано в журнале Structure.

Источники: Каролинский институт
https://news.ki.se/spider-silk-can-stabilise-cancer-suppressing-protein
 https://www.cell.com/structure/fulltext/S0969-2126(22)00049-1