phân lập protein liên quan đến ung thư vú

Sau gần 15 năm nghiên cứu miệt mài, các nhà nghiên cứu sinh hóa vừa tách chiết thành công protein ức chế khối u BRCA2 từ tế bào người. Không chỉ một mà đến ba nhóm nghiên cứu độc lập công bố thành công của họ trên các tạp chí khoa học uy tín như Nature vàNature Structural & Molecular Biology trong tháng 8 năm 2010, góp phần nâng cao hiểu biết của chúng ta về cách thức protein kiểm soát sự hình thành các khối u. ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
phân lập protein liên quan đến ung thư vú phân lập protein liên quan đến ung thư vúSau gần 15 năm nghiên cứu miệtmài, các nhà nghiên cứu sinh hóavừa tách chiết thành công proteinức chế khối u BRCA2 từ tế bàongười. Không chỉ một mà đến banhóm nghiên cứu độc lập công bốthành công của họ trên các tạp chíkhoa học uy tínnhư Nature vàNature Structural &Molecular Biology trong tháng 8năm 2010, góp phần nâng cao hiểubiết của chúng ta về cách thứcprotein kiểm soát sự hình thành cáckhối u. Thành công này cũng mở rakhả năng nghiên cứu cơ chế gâyung thư của đột biến trêngene BRCA2, đồng thời các nhàkhoa học cũng có thể bắt đầu tìmkiếm những hợp chất có khả năngngăn chặn quá trình gây ung thư.BRCA2 (tiếng Anh: breast cancertype 2) là một protein có hoạt tínhliên quan đến ung thư: một số độtbiến của protein này làm tăng đángkể khả năng bị ung thư vú, buồngtrứng và một số loại ung thư khác.Protein BRCA2 sẽ giúp các nhàkhoa học làm sáng tỏ cơ chế gâyung thư của các đột biến(Nguồn ảnh: CHASSENET /SCIENCE PHOTO LIBRARY)BRCA2 được tìm ra năm 1994.Cũng như các protein ức chế ungthư khác như BRCA1, BRCA2 sửachữa các sai sót trên DNA (nếu có)khi tế bào phân chia. Nếu không cóprotein này thì DNA dễ bị xáo trộn,gây ra các sai sót trong phiên mã vàdịch mã. Các nhà nghiên cứu trướcđây cũng đã phân lập thành côngphân đoạn protein tương tác vớiBRCA2 nhưng lại thất bại khi phânlập chính BRCA2. Do hạn chế nàymà giới nghiên cứu phải chọn đốitượng tương tự ở sâu hoặc vikhuẩn, hoặc may ra là một vàimảnh của protein BRCA2 củangười. Khó khăn chủ yếu, theoGiáo sư sinh hóa Wolf-DietrichHeyer ở Đại học California–Davis(Mỹ), là do protein này quá lớn, cóđến 3.418 acid amine. Tiến sĩHeyer, cũng là nghiên cứu viênchính của một trong ba công bố vềtách chiết BRCA2 kể trên, nói thêmrằng ông ta chưa biết tới bất kỳ mộtprotein nào to lớn cỡ đó mà đãđược tinh sạch tới mức đồng nhất.Người đứng đầu nhóm nghiên cứuthứ hai về BRCA2 là Giáo sưStephen Kowalczykowski cũng ởĐại học California–Davis còn chobiết thêm rằng bản thân BRCA2 làmột protein không bền và thườngchỉ tồn tại ở dạng phức với nhiềuprotein khác: “Thực ra thì người tađã phân lập được nó, chỉ có điều làlúc nào cũng có protein khác lẫnvào. Nhiệm vụ đặt ra là phải làmsao phân lập được protein này thậtsạch, và đây chính là nhiệm vụ khókhăn nhất”.Quá trình tinh sạch BRCA2Nhóm của Giáo sưKowalczykowski đã thêm mộtmảnh protein liên kết maltose vàomột đầu của BRCA2. Mảnh proteingắn thêm này làm tăng tín tan củaBRCA2 và giúp các chuỗi acidamine của BRCA2 gấp uốn tốt đểtạo ra protein bền vững. Điều kiệnnày cho phép nhóm nghiên cứutách riêng BRCA2 tinh sạch từ tếbào biểu mô thận nuôi cấy. Tiến sĩRyan Jensen, nghiên cứu sinh sautiến sĩ trong nhóm của Giáo sưKowalczykowski, đã phải mất đến4 năm để tối ưu hóa quy trình tinhsạch này. Nhóm của Giáo sư Hayerthì dùng một phương pháp hơi kháclà biển hiện protein BRCA2 ở nấmmen. Còn nhóm của Tiến sĩ ditruyền Stephen West ở Trung tâmnghiên cứu ung thư Anh quốc thìdùng một cấu trúc biểu hiện genecủa vi khuẩn để đưa BRCA2 vàotrong tế bào biểu mô ung thư ngườitrong nuôi cấy. Cả hai nhóm nàyđều có gắn thêm thẻ protein để giúpviệc tinh sạch dễ dàng hơn.Giáo sư sinh hóa Patrick Sung ởĐại học Yale (Mỹ) tuy không thamgia vào các nghiên cứu kể trênnhưng cũng cho rằng đây là nhữngnghiên cứu có tầm quan trọng rấtlớn. Giáo sư Sung nói rằng vớiBRCA2 tinh sạch trong tay, cácnhà khoa học có thể tiến hành mọiloại nghiên cứu về cơ chế hoạtđộng không chỉ riêng cho proteinnày mà còn các protein khác tươngtác với nó. Ba nghiên cứu trên đềukhảo sát sự tương tác giữa proteinBRCA2 hoàn chỉnh với các proteinkhác, chủ yếu là RAD51. RAD51là protein sửa chữa DNA bằng cáchtạo phức hợp xung quanh vị trí gãyvỡ của DNA và tạo nên các vi sợiđể kéo nucleotide đến sửa chữa chỗgãy vỡ này. Nghiên cứu về tươngtác giữa BRCA2 và RAD51 của cảba nhóm đều đưa đến chung mộtkết luận là BRCA2 giúp RAD51khởi động quá trình tạo vi sợi.Lợi ích từ nghiên cứu tinh sạchBRCA2Giáo sư Kowalczykowski cho biếtrằng ngoài việc khẳng định đượcnhững chức năng đã biết củaBRCA2, các nghiên cứu sinh hóatrên BRCA2 tinh sạch còn giúp takhám phá ra những chức năng chưahề được biết đến của BRCA2. Vídụ, giới khoa học đã biết rằngBRCA2 tham gia vào một trong cácphương cách sửa chữa DNA trongtế bào, nhưng thông tin mới chothấy nó còn có vai trò rộng lớn hơn.BRCA2 thự ra là một “điều phốiviên” tổng quát của quá trình sửachữa DNA bị gãy vỡ.Với BRCA2 tinh sạch, các nhà sinhhóa còn có thể tiến hành giải cấutrúc bằng phương pháp tinh thể hóađể cho thêm nhiều thông tin hơn vềchức năng của protein này. Tuynhiên, theo lời Giáo sưKowalczykowski thì lượng proteintinh sạch được còn quá thấp, sẽ gâykhó khăn cho việc giải cấu trúc.Còn Giáo sư Sung thì cho rằng lợiích trước mắt của các nghiên cứutrên là tạo ra một hệ thống nghiêncứu các đột biến liên quan đến ungthư ở BRCA2. Giờ đây các nhànghiên cứu có thể tạo đột biến trênBRCA2, sau đó tinh sạch proteinđột biến là nghiên cứu ảnh hưởngcủa đột biến đối với chức năng.Ngoài ra, Giáo sư Kowalczykowskitin tưởng rằng việc thu nhận đượcprotein và biết cách thức hoạt độngcủa nó còn cho phép chúng ta tiếnhành các sàng lọc sinh hóa để tìmcác loại hợp chất có khả năng ngănchặn protein đột biến hủy hoại tếbào. ...