Новое соединение с возможностью включения и выключения генов может привести к новым стратегиям лечения рака и наследственных заболеваний. Его разработали ученые из Университета интегрированных наук о клеточных материалах (iCeMS) Киотского университета совместно с коллегами в Японии и США. Соединение может воздействовать на специфические последовательности ДНК и привлекать генно-модифицирующие молекулы. Их выводы опубликованы в журнале ChemComm.
Ученые долго работали с небольшими молекулами, называемыми пиррол-имидазольными полиамидами (PIP), которые способны связываться с незначительными бороздками, обнаруженными в спирали ДНК. Они экспериментировали с PIP в качестве режима доставки лекарств, который может включать и выключать гены.
Одна из таких систем включает в себя объединение PIP со «сборкой хост-гость» (HoGu), которая может связываться с ДНК и действовать аналогично белкам, называемым факторами транскрипции, которые нацеливаются и связываются с конкретными генами, чтобы дать им сигнал для включения или выключения.
Эти системы PIP-HoGu могут успешно имитировать и нарушать пары транскрипционных белков от связывания с ДНК, что приводит к различным биологическим эффектам. Но у них нет возможности специально активировать гены.
Ученые экспериментировали с идеей объединения системы PIP-HoGu с эпигенетическим лекарственным средством, которое может связываться и влиять на активацию генов. Так они улучшили конструкцию PIP-HoGu, выбрав молекулы, которые могут прочно связываться с ДНК, при этом оставаясь нетоксичными, проницаемыми для клеток, водорастворимыми и химически стабильными. Затем они точно настроили молекулы так, чтобы они нацеливались на определенные последовательности нуклеиновых кислот ДНК с гибкими промежутками.
Затем команда присоединила свою новую систему PIP-HoGu к молекуле эпигенетического регулятора, образуя то, что они называют ePIP-HoGu. Они обнаружили, что он более конкретно связан с целевыми последовательностями нуклеиновых кислот, и эффективно пометили их для эпигенетической модификации.
Наш ePIP-HoGu состоит из трех основных компонентов: ДНК-связывающего PIP, домена сотрудничества и эпигенетического модулятора. Точная настройка каждой из трех частей привела к положительной активности. Для полного изучения ее потенциала и дальнейшей оптимизации требуется дополнительные возможности расширить его биологические и терапевтические применения.
Zutao Yu, автор исследования
Это исследование основано на предыдущих исследованиях, чтобы помочь продвигать PIP как потенциальные терапевтические препараты, в лечении рака, редких наследственных заболеваний и в регенеративной медицине.