Ам?нак?слоты з'я?ляюцца асно?ным? кампанентам? бялко? ? важным? кампанентам? тканак чалавека, як?я выконваюць ролю перадачы клеткавага с?гналу, рэгуляцы? акты?насц? фермента?, ?муннай функцы? ? ?ншых ф?з?ялаг?чных функцый.

Змест ам?нак?слот у клетках часта змяняецца пры розных ф?з?ялаг?чных ? паталаг?чных станах. Так?м чынам, тое, як арган?зм адчувае змяненне ?зро?ню ам?нак?слот ? роб?ць адапты?ную рэакцыю, з'я?ляецца важнай навуковай праблемай метабал?чнага стрэсу ? лёсу клетак.

Паталаг?чнае адчуванне ам?нак?слот цесна звязана з ракам, дыябетам, нейрадэгенераты?ным? захворванням? ? працэсам старэння. Так?м чынам, вывучэнне малекулярнага механ?зму анамальнай ?ндукцы? ам?нак?слот можа стаць новай м?шэнню для праф?лактык? або лячэння метабал?чных захворвання? ? рака. Вал?н, як незаменная ам?нак?слата з разгал?наванай ланцугом, гуляе важную ролю ? с?нтэзе бялку, нервовым паводз?нах ? прагрэсаванн? лейкем??. Аднак механ?зм ? функцыя клеткавага адчування вал?ну застаюцца незразумелым?.

20 л?стапада 2024 г. каманда Ван П?на з Медыцынскай школы ?н?верс?тэта Тунцз? / 10-й аф?ляванай народнай бальн?цы апубл?кавала ? часоп?се Nature даследчую працу пад назвай ?Human HDAC6 адчувае багацце вал?ну для рэгулявання пашкоджання ДНК?.

Гэта даследаванне ?дэнтыф?кавала новы вал?н-спецыф?чны сэнсар, чалавечую дэацэтылазу HDAC6, ? выяв?ла спецыф?чны механ?зм, з дапамогай якога абмежаванне вал?нам прыводз?ць да ядзернай транслакацы? HDAC6, тым самым узмацняючы акты?насць TET2 ? выкл?каючы пашкоджанне ДНК.

Ц?кава, што гэты механ?зм адчування з'я?ляецца ун?кальным для прымата?, ? далейшы анал?з механ?зму паказа?, што прымат HDAC6 утрымл?вае спецыф?чны багаты серынам глутамат-тэтранектыд (SE14) па?торны дамен ? адчувае багацце вал?ну праз гэты дамен. З пункту гледжання лячэння пухл?ны, умеранае абмежаванне вал?ну або камб?нацыя ?нг?б?тара? PARP можа эфекты?на стрымл?ваць рост пухл?ны.

Гэта даследаванне раскрывае новы механ?зм, з дапамогай якога харчовы стрэс рэгулюе пашкоджанне ДНК шляхам эп?генетычнай мадыф?кацы?, ? прапануе новую стратэг?ю лячэння пухл?ны з дыетай з абмежаваннем вал?ну ? спалучэнн? з ?нг?б?тарам? PARP.

Ам?нак?слотныя датчык? звычайна пав?нны аб'ядно?ваць ам?нак?слоты, каб распазнаваць ? рэагаваць на змены канцэнтрацы? ам?нак?слот ?нутры ? па-за клеткай, каб выконваць сваю функцыю адчування.

Для с?стэматычнай ?дэнтыф?кацы? бялко?, як?я звязваюць вал?н, б?ятын?ляваныя вал?навыя зонды выкарысто?вал?ся для эксперымента? па ?мунакапрэцып?тацы? ? спалучэнн? з мас-спектраметрыяй, ? аб'екты?ны скрын?нг бялко?, як?я звязваюць вал?н, праводз??ся х?м?чнай б?ялог?яй.

А?тары выяв?л?, што ? дадатак да вядомых вал?л-тРНК-с?нтэтаз (VARS), деацетилаза HDAC6 прадэманстравала больш моцную здольнасць звязваць D-вал?н у пара?нанн? з VARS. Далей а?тары пацвердз?л?, што HDAC6 можа непасрэдна звязваць вал?н са сродством Kd ≈ 2 мкм з дапамогай эксперымента? па звязванн? з ?затопам?, эксперымента? з ?затэрм?чнай каларыметрыяй з тытраваннем (ITC) ? эксперымента? з цеплавым дрэйфам. Анал?з структурных характарыстык ам?нак?слот, як?я распазнаюцца адчувальным? вавёркам?, карысны для далейшага разумення малекулярнага механ?зму змены колькасц? ам?нак?слот, выкл?канага клеткам?. Анал?зуючы эксперыменты па звязванн? аналага? вал?ну, а?тары выяв?л?, што HDAC6 распазнае карбакс?льны канец ? бакавы ланцуг вал?ну ? можа перанос?ць мадыф?кацыю ам?наканца. Акрамя таго, у нака?таваных клетках HDAC6 рэгуляцыя с?гнальнага шляху mTOR з дапамогай абмежавання вал?ну ?стотна не адрозн?валася ад кантрольнай групы, што сведчыць аб тым, што гэтае звязванне адрозн?валася ад традыцыйнага с?гнальнага шляху зандз?равання ам?нак?слот.

Для таго, каб даследаваць важную вобласць ? функцыю HDAC6 зандз?равання вал?н. Далей а?тары вызначыл?, што HDAC6 звязвае вал?н праз свой дамен SE14 праз эксперымент па звязванн? ?сечанага цела HDAC6. Дз??на, але шляхам пара?нання гамалог?? а?тары выяв?л?, што дамен SE14 прысутн?чае тольк? ? HDAC6 у прымата?. У адрозненне ад прымата (чалавека ? малпы) HDAC6, HDAC6 мышы не звязваецца з вал?нам. Гэта адкрыццё паказвае адрозненн? пам?ж розным? в?дам? ? ?ндукцы? вал?ну, што сведчыць аб тым, што эвалюцыя в?да? гуляе важную ролю ? ?ндукцы? ам?нак?слот.

Грунтуючыся на выснове, што HDAC6 непасрэдна звязвае вал?н праз свой дамен SE14, а?тары выказал? здагадку, што змены ? с?ле звязвання HDAC6 ? вал?ну могуць уплываць на яго структуру ? функцыю, кал? змяняецца колькасць вал?ну ? клетках. Дзякуючы серы? эксперымента? ? ? спалучэнн? з л?таратурай аб важнай рол? дамена SE14 у цытаплазматычнай затрымцы HDAC6, а?тары выяв?л?, што ?нутрыклеткавая недастатковасць вал?ну можа выкл?каць транслокацию HDAC6 да ядра. Акты?ная вобласць фермента (DAC1 ? DAC2) звязваецца з акты?най вобласцю (CD-даменам) ДНК-гидроксиметилазы TET2, спрыяючы дэацэтылявання TET2, а затым актывуючы яго ферментную акты?насць. Выкарысто?ваючы метады метиломики, так?я як WGBS, ACE-Seq ? MAB-Seq, мы дадаткова пацвердз?л?, што ?нутрыклеткавае галаданне вал?ну можа спрыяць акты?наму дэметилированию ДНК праз с?гнальную вось HDAC6-TET2. Раней каманда Андрэ Нусенцвейга выяв?ла, што акты?нае дэметыляванне ДНК, якое залежыць ад тым?н-ДНК-гл?каз?лазы (TDG), прывяло да пашкоджання адналанцуговай ДНК на нейрональным энхансеры. Аб'ядна?шы TET2 ChIP-Seq з высокапрадукцыйнай тэхналог?яй секвенирования END-Seq ? ddC S1 END-Seq, мы вызначыл?, што дэф?цыт вал?ну спрыяе пашкоджанню ДНК. Пашкоджанне ДНК, выкл?канае дэф?цытам вал?ну, таксама залежыць ад пашкоджання адной н?тк?, выкл?канага сячэннем TDG оксиметилцитозина (5fC/5caC).

Узятыя разам, а?тары адкрыл? новыя датчык? вал?ну ? ?першыню высветл?л? малекулярны механ?зм, з дапамогай якога вал?н абмяжо?вае ?ндукцыю пашкоджання ДНК праз с?гнальную вось HDAC6-TET2-TDG, дадаючы новае вымярэнне разуменню функцы? ам?нак?слотнага стрэсу ? вызначэнн? лёсу клетак.

Дыетычнае абмежаванне або нацэльванне на метабал?зм ам?нак?слот ? зандз?раванне стала дадатковай стратэг?яй для пада?жэння жыцця ? лячэння мног?х захворвання?, уключаючы рак. Ул?чваючы, што дэф?цыт вал?ну можа выкл?каць пашкоджанне ДНК, а?тары дадаткова даследавал?, ц? гуляе абмежаванне вал?ну ролю ? лячэнн? рака. У мадэл? пухл?ны ксенотрансплантата колоректального рака адпаведная дыета з абмежаваннем вал?ну (0,41% вал?ну, мас./мас.) ?стотна ?нг?б?равала рост пухл?ны з меншай колькасцю пабочных эфекта?. Як у групе праф?лактык?, так ? ? лячэбнай групе а?тары дадаткова прадэманстравал?, што дыета з абмежаваннем вал?ну тармоз?ць опухолеобразование ? прагрэсаванне, выкарысто?ваючы мадэль PDX колоректального рака. Ва ?зорах пухл?н зн?жэнне ?зро?ню вал?ну стано?ча карэлюе з павел?чэннем ядзерных транслакацый HDAC6, узро?нем 5hmC ? пашкоджаннем ДНК. Пакольк? выкл?канне пашкоджання ДНК з'я?ляецца супрацьракавай тэрап?яй, кл?н?чна магчыма блакаваць адна?ленне ДНК з дапамогай ?нг?б?тара? PARP. А?тары выяв?л?, што спалучэнне дыеты з абмежаваннем вал?ну ? ?нг?б?тару PARP талазапарыба значна ?змацняе супрацьпухл?нны эфект, забяспечваючы важк?я доказы тэрап?? для лячэння рака шляхам ?ндукцы? пашкоджання ДНК.

У заключэнне, даследаванне паказала, што HDAC6 у прымата? - гэта новы бялок, як? адчувае вал?н, незалежны ад традыцыйных датчыка?, выя?ляючы адрозненн? ? адчуванн? вал?ну ? розных в?да?, што паказвае на важную ролю б?ялаг?чнай эвалюцы? ? адчуванн? ам?нак?слот.

Акрамя таго, гэта даследаванне высвятляе новы механ?зм ?нтэракты?най рэгуляцы? харчовага метабал?чнага стрэсу, эп?генетычнай рэгуляцы? ? пашкоджання ДНК, пашырае значэнне харчовага метабал?чнага стрэсу ? б?ялог?? стрэсу ? выя?ляе, што камб?нацыя дыеты з абмежаваннем вал?ну ? ?нг?б?тара? PARP можа быць выкарыстана ? якасц? новай стратэг?? для лячэння рака.