Под действием стресса раковые клетки стали делиться быстрее и передали этот опыт дочерним клеткам

Новое исследование показывает, как раковые клетки выживают при стрессе. В статье, опубликованной в журнале Molecular Cell, международная команда исследователей продемонстрировала механизм, который используют клетки мышей и людей для выживания при тепловом шоке, восстановления своей исходной функции и даже передачи информации об этом опыте дочерним клеткам.

Раковая клетка. Очень крупное ядро пурпурное, цитоплазма жёлтая, темно-фиолетовые точки — митохондрии, фиолетовые «нити» это эндоплазматический ретикулум. Фото: Steve Gschmeissner



Ведущий автор исследования Анниина Вихерваара, доцент кафедры генных технологий в Королевском технологическом институте в Стокгольме, рассказала, что результаты работы проливают свет на механизмы, которые управляют транскрипцией в клетках, что может внести существенный вклад в изучение болезней.

Исследователи изучили, как эмбриональные клетки-фибробласты и раковые клетки реагируют на тепловой шок при температуре 42С, используя передовые технологии для мониторинга процесса транскрипции между генами и их регуляторными областями. Тепловой шок вызывает острый протеотоксический стресс из-за неправильного свёртывания и агрегации белков. Чтобы регулировать и поддерживать стабильность, клетки, подвергнутые стрессу, снижают синтез белка и увеличивают экспрессию шаперонов, которые помогают другим белкам поддерживать их правильную конфигурацию. Реакция на тепловой шок и неправильное свертывание белка присутствует при многих заболеваниях, включая онкологические заболевания, хорею Гентингтона и болезнь Альцгеймера.

Эмбриональные клетки мышей, использованные в исследовании, были чувствительны к стрессу и не выживали при продолжительных или повторяющихся тепловых ударах, однако модельные раковые клетки переживали несколько воздействий стресса и сохраняли скорость размножения.

Тепловой шок полностью меняет транскрипционную программу клеток. По словам Вихерваары, в течение нескольких минут клетки переключаются в режим выживания, индуцируя сотни генов и подавляя ещё тысячи.

Клетки сохраняют репрессированные гены в быстро активируемом состоянии, приостанавливая работу транскрипционных механизмов в начальной части гена. Как только стресс пропадает, клетки в течение нескольких часов восстанавливаются, позволяя транскрипции продолжаться, и клетка возвращается к выполнению своей специфичной для клеточного типа программы транскрипции.
Исследователи также увидели, как клетка передает транскрипционную память о своей реакции дочерним клеткам, то есть тем клеткам, которые получаются при делении.

«Связанные с аутофагоцитозом гены в клетках активировались быстрее в случаях, если родительские клетки испытывали стресс. Эти гены помогают клетке избавиться от неправильно свернутых белков, — сказала Вихерваара. — Раковые клетки также замедлили процессинг РНК на концах генов, чтобы уменьшить нагрузку на производство белка».

Исследовательская группа Вихерваары в шведской лаборатории Science for Life Laboratory (SciLifeLab) использовала метод прецизионного последовательного секвенирования, который отслеживает прогрессию транскрипции генов и энхансеров с нуклеотидным разрешением по всему геному с последующим расширенным анализом данных.
«Наша цель — перенести эти технические знания в условия физиологии, где они смогут внести свой вклад в медицинские исследования, — говорит Вихерваара.— Но сначала нам нужно понять механизмы транскрипционного перепрограммирования в модельных клеточных линиях, а затем мы сможем разбираться с ними в физиологических условиях».

_______________
Перевод Екатерина Хананова, редакторы Максим Коневзеров, Антон Меньшенин и Вера Круз, автор блога Обзоры фильмов и книг Веры Круз.
Исследование — Stress-induced transcriptional memory accelerates promoter-proximal pause release and decelerates termination over mitotic divisions DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2021.03.007
Источник — Study shows survival mechanism for cells under stress

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход /  Изменить )

Google photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google. Выход /  Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход /  Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход /  Изменить )

Connecting to %s