Учёные UNC впервые очистили и изучили белок BRCA2

Учёные из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл стали соавторами исследования, в котором впервые описана изоляция и очистка белка BRCA2. Этот белок кодируется геном, потеря которого значительно повышает риск развития рака молочной железы и яичников.

Отчёт о результатах был опубликован онлайн в журнале Nature Structural & Molecular Biology 22 августа 2010 года. Сара Комптон, PhD, и Джек Гриффит, PhD, из Онкологического центра UNC Lineberger присоединились к руководителю исследования Стивену Уэсту из Лондонского исследовательского института и другим соавторам. Их открытие может привести к лучшему пониманию того, как работает этот белок и как мутации в последовательности гена BRCA2 вызывают рак.

До сих пор этот белок был печально известен своей сложностью для выделения. Будучи одним из самых крупных белков в клетке — в 8–10 раз больше среднего белка — его нельзя экспрессировать в бактериях для последующей очистки, как другие белки.

Это достижение также может открыть путь к разработке новых методов терапии рака, направленных на блокировку канцерогенного процесса. Знание структуры белка и его поведения может привести к поиску химических соединений и, в конечном итоге, лекарств, способных остановить разрушительное действие мутантных версий белка в клетках.

Этого успеха независимо друг от друга добились три лаборатории. Их три отдельные статьи были опубликованы онлайн 22 августа: одна в журнале Nature и две в Nature Structural & Molecular Biology.

Согласно обзору этих работ в Nature News, все три исследования изучали взаимодействие белка BRCA2 с другими белками, в первую очередь с RAD51. Этот белок ремонтирует ДНК, собираясь вокруг разрывов в цепях и формируя филаменты, через которые втягиваются нуклеотиды для заполнения пробелов. Изучая взаимодействие BRCA2 и RAD51, все три команды подтвердили, что BRCA2 помогает RAD51 инициировать рост филаментов.

Гриффит — всемирно известный специалист по электронной микроскопии ДНК. Работа профессора Кенана в области электронной микроскопии (ЭМ) включает ряд прорывов, начиная с его учёбы в аспирантуре. Для своей докторской диссертации в Cal Tech Гриффит разработал технологии ЭМ, необходимые для прямой визуализации чистой ДНК и ДНК-белковых комплексов. Его методы включали тщательно контролируемое ротационное напыление вольфрамом и размещение ДНК на очень тонких углеродных плёнках.

Используя разработанные им методы, Гриффит совместно с докторами Джеком Корнбергом и Джоэлом А. Хуберманом опубликовал статью, содержащую первое изображение ДНК, связанной с известным белком, полученное с помощью ЭМ. Она также показала, что электронная микроскопия обладает потенциалом для получения количественной информации о макромолекулярных комплексах с участием ДНК.

А в 2002 году Гриффит и коллеги использовали количественные методы для картирования участка ДНК, вовлечённого в синдром ломкой X-хромосомы. У людей с этой патологией определённая последовательность ДНК повторяется слишком часто — до двух тысяч раз по сравнению с 17–30 повторами в норме. Однако не было известно, как это повторение (экспансия) способствует развитию синдрома. «Мы показали, что при синдроме ломкой X-хромосомы эта экспансия создаёт сегмент хромосомы, который очень неорганизован и незащищён по сравнению с остальной частью хромосомы», — рассказал Гриффит журналу Endeavors. Эта работа даёт ключ к пониманию молекулярных причин расстройства.