Białko raka piersi, BRCA2, zostało w końcu oczyszczone

Białko związane z rakiem piersi, nazwane BRCA2, mogło w końcu zostać oczyszczone, a to dzięki pracom dokonanym przez trzy różne zespoły naukowe. Rezultaty 15 lat badań pozwalają rozpocząć tym samym walkę z rakiem piersi u kobiet, i to na bardzo szeroką skalę. Oto właśnie mija 15 lat odkąd społeczność naukowa nieustannie podąża śladami proteiny BRCA2. I oto właśnie teraz, w tym samym momencie, trzy niezależne laboratoria osiągają ten sam cel: białko BRCA2 (Breast Cancer Type 2 susceptibility protein), której niezliczone mutacje są odpowiedzialne za raka piersi, zostaje w końcu oczyszczone.

Proteina BRCA2 jest znana już od 1995 roku, a jej rola jest mniej lub bardziej określona: ma być ona supresorem nowotworowym, pozwalającym naprawić DNA w przypadku jego uszkodzenia. Oczyszczenie białka pozwala na dokładne przestudiowanie go pod każdym możliwym względem. Pozwala także na zbadanie zachowania danego białka w kontakcie z innymi partnerami proteinowymi czy też nukleinowymi, aby określić precyzyjnie jego rolę biologiczną. Proteina może także zostać skrystalizowana, w celu zidentyfikowania jej stuktury, a więc otwarcia w ten sposób nowych ścieżek, pozwalających odkryć substancje zdolne do interakcji z daną proteiną, albo do wygaszenia jej funkcji.

Ale oczyszczenie proteiny jest drogą przez mękę, usianą kolcami. Każdy etap może bardzo szybko okazać się problematyczny: klonowanie genu, ekspresja proteiny w komórkach, które zostały specjalnie zmodyfikowane tak, aby wydzielały w wielkich ilościach produkt wprowadzonego genu, wreszcie oddzielenie proteiny od wszystkich innych składników komórki, a także w końcu jej rozpuszczenie.

Powodzenie w oczyszczaniu proteiny BRCA2 nie zostało osiągnięte bez trudności, tym bardziej, że jej ogromny rozmiar, czyli aż 3 418 aminokwasów, nie stanowi atutu w badaniach. Chodziło by więc o pierwszą równie długą proteinę, jaką udało się naukowcom kiedykolwiek oczyścić, w całej historii badań. Jednakże, dziś zostało to już zrobione, nawet jeśli jeden z naukowców potrzebował aż 4 lat pracy, i to jedynie na optymalizację oszyszczania. A jak tego dokonano?

Jeden z trzech zespołów badawczych, naukowcy z Uniwersytetu w Kalifornii (University of California, Davis, UCD) wyodrębnił białko z komórek nabłonkowych nerki ludzkiej. Badacze z centrum UC Davis Cancer Center w Stanach Zjednoczonych natomiast oczyścili proteinę wychodząc od komórek drożdży. Trzecia ekipa naukowców, z bazą w Cancer Research UK w Londynie, zdecydowała się na użycie komórek nowotworowych nabłonkowych. Wszystkie trzy zespoły naukowe opublikowały rezultaty swoich prac odpowiednio w czasopismach naukowych: Nature oraz Nature Structural & Molecular Biology.

Badania polegały na dorzuceniu „tagów” w postaci fuzji peptydów na końcu proteiny, w celu polepszenia rozpuszczalności oraz możliwości zwijania się białka BRCA2, a więc w celu wzmocnienia jego stabilności. Kolejne badania, zrealizowane już na oczyszczonej proteinie, pozwoliły potwierdzić pewne jego funkcje, które już wcześniej podejrzewano, bez wielkiej więc niespodzianki. W ten sposób, proteina BRCA2 miałaby sprzyjać działaniu rekombinazy nazwanej RAD51. Miałaby podnosić specyfikację interakcji rekombinazy RAD51 z prostym fragmentem DNA oraz stymulować jej zdolność do wymiany uszkodzonego fragmentu DNA na fragment DNA prawidłowy.

Naukowcy również wykazali, że być może istnieją formy monomeryczne i dimeryczne proteiny BRCA2, według obserwacji dokonanych pod mikroskopem elektronicznym. Kolejne badania powinne przynieść nowe odpowiedzi, szczególnie jeśli chodzi o modyfikację sekwencji proteiny na obraz mutacji zaobserwowanych u pacjentów, a w późniejszym etapie, na podstawie obserwacji oddziaływania na właściwości proteiny BRCA2 (tym razem podczas oczyszczania proteiny zmutowanej). Poza tym, krystalizacja proteiny, w celu otrzymania jej struktury, jest już w trakcie, ale tutaj także optymalizacja może wymagać jeszcze bardzo dużo czasu.