Vědci z CEITECu jako první odhalili význam bílkoviny CDK11, důležité pro léčbu rakoviny

Růst a dělení buněk jsou složité procesy, které se vědci už desítky let snaží podrobně poznat a při jejich studiu se zaměřují na poznání molekulárních mechanismů, které je regulují. Tým z institutu CEITEC MU teď jako první na světě dokázal popsat význam bílkoviny nazývané cyklin-dependentní kináza 11 (CDK11) a naznačil, proč by se mohla stát jedním z cílů pro případnou nádorovou terapii. CDK11 může mít význam v protinádorové léčbě. Je možné začít hledat inhibitory této kinázy, které mohou výrazně snížit či omezit její funkci, a tím oslabit rychle se dělící rakovinné buňky.

Cyklin-dependentní kinázy (CDK) jsou významnou skupinou bílkovin, které regulují základní buněčné procesy důležité pro růst a dělení buněk. U lidí je dvacet CDK a každá z nich má v organismu jinou funkci. „U málo studované CDK11 dřívější práce prokázaly, že je na její aktivitě v buňce doslova závislá řada různých typů rakoviny. Dosud ale nebylo jasné proč. Nám se podařilo odhalit, jakou roli v buněčném životě hraje,“ uvedl Dalibor Blažek.

K CDK11 se vědec dostal při dřívější práci v laboratoři, kdy ji využíval jako kontrolu, a při tom pozoroval, jak důležitá je pro růst buňky. Zaujala ho ale také tím, že se nachází jen u vyšších organizmů, jako jsou savci. „Začali jsme se jí jako jedni z mála podrobněji zabývat asi před pěti lety a podařilo se nám zjistit, že tato kináza reguluje přepis takzvaných histonových genů. Ty jsou zodpovědné za tvorbu histonu, což jsou bílkoviny obalující DNA a chránící ji před poškozením. Jsou důležité také v procesu přepisu genetické informace z DNA do řetězce RNA,“ přiblížil objev molekulární biolog.

Histonové geny jsou pro existenci buňky zásadní. V lidské DNA je jich asi osm desítek a jejich přepis z genetického kódu do funkční bílkoviny se liší od ostatních. Vědci z institutu CEITEC MU tak našli první kinázu, která prokazatelně tento proces specificky reguluje. Na objevu se podíleli Pavla Gajdušková spolu s Michalem Rájeckým a Milanem Hluchým a s bioinformatickou analýzou týmu pomohli odborníci z Francis Crick institutu ve Velké Británii.

Tým dovedlo k zásadnímu odhalení několik věcí. Nejdříve si všimli, že konec CDK11 tvoří neobvyklá sekvence pouze několika opakujících se aminokyselin, což jsou stavební prvky každé bílkoviny. V jednom z vědeckých článků zjistili, že tato sekvence může být důležitá pro vazbu s molekulami RNA, které se podílejí na přepisu genetického kódu do funkčních součástí buňky. „Zaujalo nás to a udělali jsme neobvyklý experiment. Vzali jsme naši kinázu a zkoušeli, s jakými typy RNA se váže. Ukázalo se, že nejčastěji je to právě s RNA histonu, což nás nasměrovalo k dalším experimentům a postupně k odhalení funkce této kinázy,“ uvedl Blažek.

Tvorba histonu je velmi důležitá v takzvané S-fázi buněčného cyklu, kdy se DNA organismu rozděluje na dvě vlákna a zdvojuje se proto, aby se buňka mohla rozdělit. V této chvíli je také potřeba velké množství histonu na obalení obou nových kopií DNA. „V této fázi je CDK11 přítomná právě jen na histonových genech, zatím ale neznáme podrobně molekulární mechanismy, které regulují vazby mezi kinázou a příslušným geny,“ naznačil zaměření dalšího výzkumu Blažek.

Už z popisu funkce CDK11 je ale zřejmé, že může mít význam v protinádorové léčbě. Je možné začít hledat inhibitory této kinázy, které mohou výrazně snížit či omezit její funkci, a tím oslabit rychle se dělící rakovinné buňky, neboť ty jsou na CDK11 více závislé než pomaleji se dělící normální buňky.

Výzkumy vyvolávají zájem dalších vědců

Skupina Dalibora Blažka se věnuje ještě další cyklin-dependentní kináze s označením 12 (CDK12). Ta reguluje přepis některých genů důležitých pro opravu poškozené DNA. Když v buňce chybí CDK12, zkracují se části přepsané genetické informace, takzvané transkripty, a nejsou pak funkční. Z kratších transkriptů buňka totiž nemůže vytvořit potřebné bílkoviny nutné pro opravu DNA.

Když tým publikoval práci o funkci CDK12, začalo se o dříve opomíjenou kinázu zajímat mnohem víc vědeckých skupin. Blažek očekává, že se to stane i nyní, ale doufá, že se jim podaří udržet náskok ve výzkumu těchto dvou bílkovin, které jsou zásadní pro základní funkce buňky, ale zároveň jsou úplně novými a důležitými cíli v protinádorové terapii.

Zdroj: www.em.muni.cz/

Ilustrační foto: pixabay.com