„Mūsų tyrimų metu sukurtas metodas leis giliau pažvelgti į procesus, kurie iki šiol buvo mažai ištirti. Tai svarbus žingsnis tiriant epigenetinius pokyčius, galinčius turėti didžiulę įtaką žmogaus sveikatai“, – sako Vilniaus Universiteto Gyvybės mokslų centro profesorius bei šios tyrimą vykdžiusios grupės vadovas dr. Saulius Klimašauskas.
Metioninas – viena iš svarbiausių aminorūgščių
Vienas iš svarbiausių žmogaus dietos komponentų ir viena pagrindinių amino rūgščių – metioninas. Metioninas (tiksliau L-metioninas) – tai viena iš būtinųjų amino rūgščių, labai svarbi baltymų sintezei ir energijos gamybai. Būtent iš metionino ląstelėse yra sintetinama gyvybiškai svarbi molekulė S-adenozilmetioninas (AdoMet ar SAM), kuris dalyvauja daugelyje svarbių ląstelinių procesų, pavyzdžiui, DNR, RNR ar baltymų metilinime – mechanizme, kuris lemia genų aktyvavimą.
„Biomolekulių metilinimas yra universalus biocheminis procesas, kuris vyksta kiekvienoje žmogaus ląstelėje. Tokį DNR modifikavimą galima įsivaizduoti kaip sakinį su skyrybos ženklais, kai žodžiai – DNR, o skyrybos ženklai, lemiantys taisyklingą sakinio perskaitymą ir suvokimą – metilinimo modifikacija“, – pasakoja mokslininkė dr. Liepa Gasiulė.
Nuo metilinimo darnos priklauso genų reguliacija, gijimo procesai, ląstelės energija, neurologinės funkcijos, kepenų detoksikacija, imuninė funkcija ir daugelis kitų. Esant pakitimams vystosi širdies, neurologinės, metabolinės, endokrininės, imuninės ligos, vėžiniai susirgimai.
Sukurtas metodas leis stebėti metilinimo pokyčius
Pasak metodą kūrusių VU tyrėjų, šis įrankis leidžia identifikuoti epigenetinius pakitimus, pavyzdžiui tokius, kai metilinimas yra neteisingas, bei sekti metilinimo pokyčius gyvose ląstelėse.
„Kai metilinimas ląstelėse vyksta neteisingai, tai gali sukelti įvairių sveikatos sutrikimų ir ligų, nes DNR metilinimas yra vienas iš pagrindinių epigenetinių mechanizmų, reguliuojančių genų aktyvumą. Jei metilinimas nevyksta tinkamai (pavyzdžiui, per daug arba per mažai metilo grupių prisijungia prie DNR), gali būti stebimi genų ekspresijos sutrikimai. Pavyzdžiui, kai kurie genai, slopinantys vėžinių ląstelių augimą, gali būti per daug metilinti, todėl tampa neaktyvūs, o tai gali skatinti vėžio vystymąsi“, – teigia dr. L.Gasiulė.
Siekiant išsiaiškinti vystymosi procesus, tyrimai buvo vykdyti su pelių embrioninėmis ląstelėmis. Į ląstelių terpę šalia natūraliai esančios amino rūgšties metionino buvo įdėta chemiškai žymėta molekulės versija, turinti ilgesnę grandinę, tarsi „uodegą“, kurią galima identifikuoti ir nustatyti naudojant mokslinius tyrimų metodus.
Pasitelkus CRISPR/Cas9 inžineriją, gyvų ląstelių viduje iš tokio metionino buvo susintetinta gyvybiškai svarbi molekulė S-adenozilmetioninas (AdoMet), išlaikant ląstelių gyvybingumą ir stipriai neįtakojant jų natūralios homeostazės (vidaus terpės sudėties bei savybių dinaminio pastovumo). Tai suteikė galimybę sekoskaitos būdu sekti tikslius DNR metilinimo (epigenetikos) pokyčius įvykstančius ląstelėse, terpėje esant metioninui, bei esant šios amino rūgšties stygiui.
„Svarbu tai, kad sukurtas metodas yra neinvazinis – stabilus ir netoksiškas metionino analogas laisvai praeina pro ląstelių membranas ir patenka į ląstelių vidų. Tai atveria galimybes taikyti šią technologiją in vivo tyrimuose, pavyzdžiui, su pelėmis, siekiant stebėti pokyčius gyvuose organizmuose“, – įsitikinęs dr. Vaidotas Stankevičius.
Metionino kiekis gali būti susijęs su senėjimo procesais
Tyrėjai džiaugiasi, kad ši technologija gali būti pritaikyta ne tik vystymosi, bet ir vėžio bei senėjimo procesų tyrimui. Paskutinius du dešimtmečius mitybos ir epigenetinių modifikacijų (DNR metilinimo, histonų modifikacijų) sąsajos yra intensyviai tiriamos, labiausiai koncentruojantis į vėžio bei senėjimo mechanizmus. Nustatyta, kad metionino dieta pelėms gali pratęsti gyvenimo trukmę, tad šios amino rūgšties kiekis tiesiogiai susijęs su senėjimo procesais. Taip pat žinoma, kad vėžinės ląstelės pasižymi stipria priklausomybe nuo iš aplinkos gaunamo metionino.
„Panašu, kad kuo ląstelė pasižymi stripresnėmis vėžinėmis savybėmis, tuo ji yra labiau priklausoma nuo metionino. Priešklinikiniai tyrimai su pelėmis rodo, kad metionino dieta pelėms sustiprina chemoterapinių vaistų ir radioterapijos efektyvumą bei sumažina metastazių atsiradimo tikimybę,“ – paaiškina VU GMC mokslininkė dr. L.Gasiulė.
Taip pat šiuo metu, jau vykdomi klinikiniai metionino dietos tyrimai vėžinių susirgimų gydymui. Tai gali turėti didelės reikšmės kuriant naujas gydymo strategijas kovojant su vėžiu ir kitomis ligomis, susijusiomis su epigenetiniais pokyčiais.
Susipažinti su publikacija galima čia.
