phân lập protein liên quan đến ung thư vú pps

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 h
ình thành các
khối u. Thành công này c
ũng mở ra
khả năng nghiên cứu cơ chế gây
ung thư của đột biến trên
gene BRCA2, đồng thời các nhà
khoa học cũng có thể bắt đầu tìm
kiếm những hợp chất có khả năng
ngăn chặn quá trình gây ung thư.

BRCA2 (tiếng Anh: breast cancer
type 2) là một protein có hoạt tính
liên quan đến ung thư: một số đột
biến của protein này làm tăng đáng
kể khả năng bị ung thư vú, buồng
trứng và một số loại ung thư khác.


Protein BRCA2 sẽ giúp các nhà
khoa học làm sáng tỏ cơ chế gây
ung thư của các đột biến
(Nguồn ảnh: CHASSENET /
SCIENCE PHOTO LIBRARY)

BRCA2 được tìm ra năm 1994.
Cũng như các protein ức chế ung
thư khác như BRCA1, BRCA2 sửa
chữa các sai sót trên DNA (nếu có)
khi tế bào phân chia. Nếu k
hông có
protein này thì DNA d
ễ bị xáo trộn,
gây ra các sai sót trong phiên mã và
dịch mã. Các nhà nghiên cứu trước
đây cũng đã phân lập thành công
phân đoạn protein tương tác với
BRCA2 nhưng l
ại thất bại khi phân
lập chính BRCA2. Do hạn chế này
mà giới nghiên cứu phải chọn đối

tượng tương tự ở sâu hoặc vi
khuẩn, hoặc may ra là một vài
mảnh của protein BRCA2 của
người. Khó khăn chủ yếu, theo
Giáo sư sinh hóa Wolf-Dietrich
Heyer ở Đại học California–Davis
(Mỹ), là do protein này quá lớn, có
đến 3.418 acid amine. Tiến sĩ
Heyer, cũng là nghiên cứu viên
chính của một trong ba công bố về
tách chiết BRCA2 kể tr
ên, nói thêm
rằng ông ta chưa bi
ết tới bất kỳ một
protein nào to lớn cỡ đó mà đã
được tinh sạch tới mức đồng nhất.

Người đứng đầu nhóm nghiên cứu
thứ hai về BRCA2 là Giáo sư
Stephen Kowalczykowski cũng ở
Đại học California–Davis còn cho
biết thêm rằng bản thân BRCA2 là
một protein không bền và thường
chỉ tồn tại ở dạng phức với nhiều
protein khác: “Thực ra thì người ta
đã phân lập được nó, chỉ có điều là
lúc nào cũng có protein khác lẫn
vào. Nhiệm vụ đặt ra là phải làm
sao phân lập được protein này thật
sạch, và đây chính là nhiệm vụ khó

khăn nhất”.

Quá trình tinh sạch BRCA2

Nhóm của Giáo sư
Kowalczykowski đã thêm một
mảnh protein liên kết maltose vào
một đầu c
ủa BRCA2. Mảnh protein
gắn thêm này làm tăng tín tan của
BRCA2 và giúp các chuỗi acid
amine của BRCA2 gấp uốn tốt để
tạo ra protein bền vững. Điều kiện
này cho phép nhóm nghiên cứu
tách riêng BRCA2 tinh sạch từ tế
bào biểu mô thận nuôi cấy. Tiến sĩ
Ryan Jensen, nghiên cứu sinh sau
tiến sĩ trong nhóm của Giáo sư
Kowalczykowski, đã phải mất đến
4 năm để tối ưu hóa quy trình tinh
sạch này. Nhóm của Giáo s
ư Hayer
thì dùng một ph
ương pháp hơi khác
là biển hiện protein BRCA2 ở nấm
men. Còn nhóm của Tiến sĩ di
truyền Stephen West ở Trung tâm
nghiên cứu ung thư Anh quốc thì
dùng một cấu trúc biểu hiện gene
của vi khuẩn để đưa BRCA2 vào

trong tế bào biểu mô ung thư ngư
ời
trong nuôi cấy. Cả hai nhóm này
đều có gắn thêm thẻ protein đ
ể giúp
việc tinh sạch dễ dàng hơn.

Giáo sư sinh hóa Patrick Sung ở
Đại học Yale (Mỹ) tuy không tham
gia vào các nghiên cứu kể trên
nhưng cũng cho rằng đây là những
nghiên cứu có tầm quan trọng rất
lớn. Giáo sư Sung nói rằng với
BRCA2 tinh sạch trong tay, các
nhà khoa học có thể tiến hành mọi
loại nghiên cứu về cơ chế hoạt
động không chỉ riêng cho protein
này mà còn các protein khác tương
tác với nó. Ba nghiên cứu trên đều
khảo sát sự tương tác giữa protein
BRCA2 hoàn chỉnh với các protein
khác, chủ yếu là RAD51. RAD51
là protein s
ửa chữa DNA bằng cách
tạo phức hợp xung quanh vị trí gãy
vỡ của DNA và tạo nên các vi sợi
đ
ể kéo nucleotide đến sửa chữa chỗ
gãy vỡ này. Nghiên cứu về tương
tác giữa BRCA2 và RAD51 của cả

ba nhóm đều đưa đến chung một
kết luận là BRCA2 giúp RAD51
khởi động quá trình tạo vi sợi.

Lợi ích từ nghiên cứu tinh sạch
BRCA2

Giáo sư Kowalczykowski cho biết
rằng ngoài việc khẳng định được
những chức năng đã biết của
BRCA2, các nghiên cứu sinh hóa
trên BRCA2 tinh sạch còn giúp ta
khám phá ra những chức năng ch
ưa
hề được biết đến của BRCA2. Ví
dụ, giới khoa học đã biết rằng
BRCA2 tham gia vào m
ột trong các
phương cách sửa chữa DNA trong
tế bào, nhưng thông tin mới cho
thấy nó còn có vai trò rộng lớn h
ơn.
BRCA2 thự ra là một “điều phối
viên” tổng quát của quá trình sửa
chữa DNA bị gãy vỡ.

Với BRCA2 tinh sạch, các nh
à sinh
hóa còn có thể tiến hành giải cấu
trúc bằng phương pháp tinh th

ể hóa
để cho thêm nhiều thông tin hơn v
ề
chức năng của protein này. Tuy
nhiên, theo lời Giáo sư
Kowalczykowski thì lượng protein
tinh sạch được còn quá th
ấp, sẽ gây
khó khăn cho việc giải cấu trúc.
Còn Giáo sư Sung thì cho rằng lợi
ích trước mắt của các nghiên cứu
trên là tạo ra một hệ thống nghiên
cứu các đột biến liên quan đến ung
thư ở BRCA2. Giờ đây các nhà
nghiên cứu có thể tạo đột biến trên
BRCA2, sau đó tinh sạch protein
đột biến là nghiên cứu ảnh hưởng
của đột biến đối với chức năng.
Ngoài ra, Giáo sư Kowalczykowski
tin tưởng rằng việc thu nhận được
protein và biết cách thức hoạt động
của nó còn cho phép chúng ta tiến
hành các sàng lọc sinh hóa để tìm
các loại hợp chất có khả năng ngăn
chặn protein đột biến hủy hoại tế
bào.