POLSKI BIOLOG W CAMBRIDGE PODJĄŁ WALKĘ Z CHOROBAMI GENETYCZNYMI
Dzięki badaniom, prowadzonym w Cambridge przez polskiego biologa, walka z poważnymi chorobami genetycznymi już wkrótce może być skuteczna. Dr Michał Mińczuk z Zakładu Genetyki Uniwersytetu Warszawskiego, który odbywa staż naukowy w prestiżowym Medical Research Council Laboratory of Molecular Biology (LMB) w Cambridge, podjął walkę z mutacjami w DNA za pomocą specyficznych białek. Mińczuk pracuje w zespole założonym przez sir Aarona Kluga, nagrodzonego w 1982 roku Nagrodą Nobla z chemii (za ustalenie budowy wielu białek i wirusów drogą krystalograficznej mikroskopii elektronowej).
LMB to jedyna naukowa placówka w Europie, która „wyprodukowała” aż 12 laureatów Nagrody Nobla. Są wśród nich m. in. Jim Watson i Francis Crick (fizjologia i medycyna, 1962) – nagrodzeni za odkrycie struktury DNA, Frederick Sanger (chemia, 1958, 1980), John Kendrew i Max Perutz (chemia, 1962).
CO TO JEST ZGIĘTY PALEC CYNKOWY?
Naukowcy z zespołu Kluga uważają, że armie specyficznych białek, odkrytych właśnie przez Aarona Kluga, mogą być skuteczną bronią w walce z cząsteczkami-mutantami DNA mitochondrialnego (mtDNA). Cząsteczki te wywołują groźne, jak dotąd nieuleczalne, choroby genetyczne.
W połowie lat 80. Klug ustalił, że pewne białka, które zawierają w swej strukturze atomy cynku, przyjmują podczas wiązania się z DNA kształt, przypominający zgięty palec. Takie powtarzające się „motywy” w białkach Klug nazwał „domenami typu palec cynkowy” (Zinc Finger Domain).
„Podejrzewamy, że białka zawierające +domeny typu palec cynkowy+ mogłyby, po odpowiednim zmodyfikowaniu, pomóc w opracowaniu strategii walki z genetycznymi chorobami, powodowanymi przez mutacje w DNA mitochondrialnym” – mówi Mińczuk.
KIEDY ZACZYNA SIĘ CHOROBA?
Obecne w komórce mitochondria to struktury zbudowane z dwóch błon białkowo-lipidowych: zewnętrznej i wewnętrznej. Przeciętna komórka zawiera od kilkudziesięciu do kilkuset mitochondriów. Mitochondria wytwarzają energię niezbędną komórce do przeżycia. Mają one swój własny materiał genetyczny – w postaci kolistych cząsteczek DNA (mtDNA).
Jeśli w cząsteczkach mtDNA dojdzie do mutacji, mitochondrium zaczyna nieprawidłowo funkcjonować. Wówczas w organizmie człowieka rozwijają się genetyczne choroby – przede wszystkim miopatie, czyli choroby mięśni (w tym mięśnia sercowego) oraz neuropatie, czyli uszkodzenia nerwów (często prowadzące do utraty wzroku lub słuchu, zaburzeń mowy lub demencji).
W CZYM MOGĄ POMÓC DOMENY KLUGA?
„W obrębie pojedynczych komórek zmutowane mtDNA współwystępuje u większości pacjentów z formą niezmutowaną” – informuje dr Mińczuk.
Gdyby białka zawierające domeny Kluga potrafiły związać się ze zmutowanymi cząsteczkami mtDNA, mogłyby hamować ich aktywność – podejrzewają naukowcy pracujący w MRC. Według ich scenariusza, armia odpowiednio zmodyfikowanych białek „napadałaby” na armię chorych cząsteczek mtDNA, a następnie – poprzez wiązanie się białek z DNA – opanowywałyby one i paraliżowały chore cząsteczki.
„Takie zahamowanie replikacji (samoodtwarzania się) zmutowanego chorego DNA w mitochondrium dałoby +więcej siły+ zdrowym, niezmutowanym cząsteczkom mtDNA” – tłumaczy Mińczuk.
W efekcie namnażałyby się tylko zdrowe, niezmutowane mtDNA, dzięki czemu mitochondrium mogłoby powrócić do swoich normalnych funkcji.
JAK WPROWADZIĆ LECZNICZE BIAŁKA DO MITOCHONDRIUM?
Białka z palcami cynkowymi obecne są w jądrze komórkowym, nie w mitochondrium. Dlatego, aby zainicjować proces takiego leczniczego hamowania, białka te trzeba by do mitochondrium eksportować.
„Prawdopodobnie jako pierwsi w świecie podjęliśmy próby wprowadzania tych białek do mitochondrium” – mówi Mińczuk.
Po procesie translacji (syntezy białka) w cytoplazmie białka powinny przedostać się do mitochondrium poprzez jego podwójną błonę.
„Wierzymy, że wówczas przyjmą one we wnętrzu mitochondrium taką strukturę, która umożliwi im związanie się z chorym mtDNA i co za tym idzie – hamowanie jego aktywności” – tłumaczy Mińczuk.
Dzięki uprzejmości: PAP – Nauka w Polsce, Joanna Poros www.naukawpolsce.pap.pl
9 marca 2005
reo