Клеткам нужны белки, чтобы быть в правильном месте, чтобы работать правильно. При таких заболеваниях, как рак, белки могут оказаться в неправильном месте, помогая болезни развиваться.
Команда ученых из Стэнфордского университета под руководством Стивена Баника разработала решение этой проблемы. Они спроектировали TRAM, молекулу, которая может направлять белки к их законным местам назначения. Этот прорыв может проложить путь к новым методам лечения заболеваний, вызванных смещением белков, таких как рак.
Белки клеток должны быть в правильном месте, чтобы выполнять свою работу, например, строить молекулы или отправлять сигналы. Клетки похожи на переполненные пространства, в которых белки постоянно перемещаются. Если белки находятся не на своем месте, они не могут работать правильно. Баник и его команда работают над тем, чтобы вернуть эти «потерянные» белки туда, где им место, чтобы помочь им правильно функционировать.
При некоторых заболеваниях белки отправляются в неправильные места из-за мутаций, например, из-за указания неправильного адреса на упаковке. Это может помешать белку работать или даже сделать его вредным, как при БАС, когда белок слипается и убивает клетки.
Баник и его команда разработали особую молекулу под названием TRAM, которая действует как помощник. Она соединяется как с неправильно размещенным белком, так и с челночным белком, направляя неправильно размещенный белок обратно туда, где он должен быть в клетке.
Команда работала с двумя типами шаттлов: один перемещает белки в ядро, а другой их удаляет. Кристин Нг создала TRAM для соединения шаттла и смещенного белка.
Им пришлось измерить количество белка в ядре, чтобы проверить, работает ли это. Поскольку не было идеального способа сделать это, Нг разработал новый метод отслеживания и измерения клеточных белков.
Нг протестировала TRAM, небольшие транспортные системы, для перемещения белков в ядро клетки и из него. Она обнаружила, что TRAM работают, помогая ей выяснить правила того, насколько сильными они должны быть.
Затем она создала TRAM для лечения БАС, заболевания, при котором белок FUS покидает ядро и образует вредные скопления. После использования TRAM белок FUS вернулся в ядро, уменьшая токсичные скопления и помогая клеткам выживать.
Затем команда разработала еще один TRAM для копирования мутации, которая защищает нейроны, перемещая белок в концы нервных клеток, что помогает сделать клетки более устойчивыми к повреждениям.
Команда столкнулась с проблемой: разработка TRAM для таргетирования белков сложна, поскольку им нужно знать все возможные молекулы, которые связываются с этими белками. Они использовали генетические инструменты для добавления липких меток к белкам, чтобы решить эту проблему. Они надеются найти естественные липкие части на этих белках, чтобы превратить TRAM в лекарства.
Они считают, что этот метод может работать с другими клеточными процессами и надеются, что TRAM-ы смогут отправлять здоровые белки в новые области клеток, создавая неизвестные функции. Баник ждет возможности изучить правила и открыть новую биологию, перемещая белки новыми способами.
