Entschlüsselung wichtiger Fragen zur Zellfunktion zur Verbesserung der Krebsbehandlung

Forscher am Peter Mac Institute haben eine Antwort auf eine jahrzehntealte Frage zur Zellfunktion gefunden, die in Zukunft zu verbesserten Krebsbehandlungen führen könnte.

Jede Zelle im menschlichen Körper hat die gleiche DNA, aber unterschiedliche Zellen erfüllen unterschiedliche Funktionen. Diese Studie, die in der Zeitschrift Nature Genetics veröffentlicht wurde, hilft zu erklären, wie dies möglich ist, und die Auswirkungen könnten enorm sein. Professor Mark Dawson, Arzt und Wissenschaftler sowie stellvertretender Forschungsleiter bei Peter Mac, sagte, er freue sich über neue Entdeckungen, die besser erklären, wie das Schicksal einer Zelle bestimmt wird.

„Die Zellfunktion ist das Ergebnis von ‚Transkriptionsfaktoren‘, die unsere DNA scannen und bestimmen, welche Gene in welchem Ausmaß aktiviert werden sollen“, sagte er.

„Wir haben untersucht, wie diese Transkriptionsfaktoren die Maschinerie rekrutieren und bereitstellen, die zum Aktivieren von Genen erforderlich ist. Bis jetzt wussten wir nicht, wie ‚Transkriptionsfaktoren‘ die richtige Maschinerie auswählen, um ein Gen zu lesen und zu exprimieren.

„Dies ist seit vielen Jahren eine Frage, und wir sind froh, dass wir dazu beigetragen haben, einen Teil des Problems zu lösen, denn dieses Wissen darüber, wie genau Transkriptionsfaktoren Entscheidungen darüber treffen, welcher Mechanismus zur Aktivierung eines Gens erforderlich ist, liefert uns grundlegendes Wissen über das Leben.“

Vergleichende CRISPR-Screens identifizieren Cofaktoren, die für neun verschiedene Transkriptionsaktivatoren (ADs) erforderlich sind. Quelle: Nature Genetik (2024). DOI: 10.1038/s41588-024-01749-z

Die Forschung hat gezeigt, dass Transkriptionsfaktoren einen einzigartigen Satz von Komponenten auswählen, um die Genexpression zu steuern und so eine gewünschte Aktion zu erzeugen, sei es die Steuerung des Energieverbrauchs einer Zelle, das Auslösen einer Immunreaktion oder eine andere Funktion, die unser Körper benötigt. Professor Dawson sagte, es ließe sich mit der Konstruktion von Autos vergleichen und erklärte, wie diese wichtige Entdeckung der Schlüssel zur Entwicklung besserer Behandlungsmethoden für verschiedene Krankheiten ist.

„Ein F1-Rennwagen ist ganz anders als ein Familien-Minivan oder sogar ein Traktor; manche Autos sind für schnelles Fahren konzipiert, andere für den Transport wertvoller Fracht und wieder andere für harte Arbeit“, sagte er.

„Wir haben festgestellt, dass das Gleiche für die Genexpression gilt und diese von den Komponenten bestimmt wird, die von Transkriptionsfaktoren rekrutiert werden. Diese können bestimmen, welche Gene sich schnell verändern können, zum Beispiel wenn wir eine Infektion bekämpfen müssen und eine schnelle Reaktion benötigen, oder welche Gene langsam und stetig arbeiten müssen, um die für die zelluläre Haushaltsfunktion notwendigen Nachrichten zu produzieren.

„Dieses Verständnis, wie Transkriptionsfaktoren die Genexpression abstimmen können, ist unglaublich wichtig und wir hoffen, es in Zukunft zur Behandlung verschiedener Krankheiten nutzen zu können.

„Wenn wir an Krebs denken, können Mutationen bei Krebs verhindern, dass ein Transkriptionsfaktor die richtigen Komponenten auswählt, um ein Gen korrekt zu exprimieren, es ist, als ob die Teile eines Autos gemischt wären und es konnte nicht mehr zuverlässig funktionieren."

Dr. Charles Bell, ein Postdoktorand bei Peter Mac, sagte, sie hätten eine Plattform entwickelt, um die Funktion von Tausenden von Komponenten zu untersuchen, die von Transkriptionsfaktoren verwendet werden, um zu bestimmen, wie ein Gen exprimiert wird.

„Wir werden diese Plattform jetzt nutzen, um andere Prozesse zu verstehen, die an der Genexpression beteiligt sind“, sagte er.

„Die Antworten auf diese Fragen werden uns helfen, neue Wege zu finden, um nicht nur Krebs, sondern in Zukunft auch viele andere Krankheiten zu behandeln.“