Выявлен механизм повреждения ДНК при стрессе
26.08.2011
1821
0
18210
В течение многих лет ученые публиковали статьи, посвященные взаимосвязи хронического стресса и повреждения хромосом. В новом исследовании, проведенном специалистами из Медицинского Центра Университета Дьюка (Duke University Medical Center), был выявлен механизм, который объясняет ответ организма на стресс, проявляющийся повреждением ДНК.
«В этой статье впервые описан специфический механизм, с помощью которого отличительный признак хронического стресса – повышенный уровень адреналина - приводит к повреждению ДНК», - объяснил руководитель исследования, профессор медицины и биохимии Роберт Дж. Лефковитц (Robert J. Lefkowitz).
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
В ходе экспериментов ученые вводили в организм мышей химическое соединение, напоминающее адреналин, которое воздействует на так называемые бета-адренергические рецепторы. Профессор Лефковитц долгие годы изучал этот вид рецепторов. Моделирование хронического стресса на мышах показало, что при этом состоянии активируются определенные биохимические сигнальные пути, вызывающие накопление повреждений ДНК.
«Это может дать нам объяснение того, каким образом хронический стресс приводит к развитию разнообразных болезней человека с различными клиническими проявлениями, начиная от изменения внешних признаков, например, поседения волос, и заканчивая возникновением угрожающих жизни заболеваний, например, злокачественных опухолей», - сказал Лефковитц.
«Результаты исследования показали, что хронический стресс вызывает длительное снижение концентрации белка p53. Мы предполагаем, что это является причиной нарушения строения хромосом, что было выявлено у мышей, подверженных воздействию хронического стресса», - рассказал кандидат наук Макото Хара (Makoto Hara). Белок P53 относится к группе белков-супрессоров опухолевого роста. Из-за того, что этот белок предотвращает возникновение мутаций в геноме, его называют «стражем генома».
В предыдущих исследованиях Лефковитц доказал существование особых рецепторов и охарактеризовал рецепторы, сопряженные с G-белком, такие как бета-адренергические рецепторы. Эти рецепторы, расположенные на поверхности клеточных мембран, являются мишенями более половины лекарственных препаратов, которые сегодня доступны на фармакологическом рынке, включая бета-адреноблокаторы, используемые для лечения пациентов с заболеваниями сердца, антигистаминные препараты и препараты для лечения язвенных поражений.
В настоящее время профессор Лефковитц продолжает исследования в другом направлении, связанном с рецепторами, сопряженными с G-белком, описанном в его лаборатории. Он изучает так называемый [url=http://humbio.ru/humbio/cytology/001dfe2f.htm#0004468a.htm]бета-аррестиновый[/url] сигнальный путь. Первоначальная гипотеза предполагала, что белки бета-аррестины выключают или делают нечувствительными к внешним воздействиям участников сигнального пути, связанного с G-белком, однако сейчас ученые получают все больше доказательств того, что эти белки обладают собственной ферментативной активностью.
Результаты нового исследования выявили молекулярный механизм, с помощью которого химические соединения, напоминающие адреналин, действуя через G-белок и бета-аррестиновый сигнальный путь, провоцируют повреждения ДНК.
В статье, опубликованной в журнале Nature, содержатся доказательства того, что инъекции в организм мышей химического соединения, напоминающего адреналин, в течение четырех недель приводят к разрушению белка p53. Во время эксперимента концентрация этого белка в клетках животных постепенно снижалась.
Результаты исследования также показали, что у генетически модифицированных мышей с дефицитом белка бета-аррестина-1 повреждения ДНК не происходило. Отсутствие бета-аррестина-1 стабилизировало концентрации белка p53 в клетках тимуса – органа, который сильно реагирует на острый или хронический стресс, и семенников, в которых стресс, перенесенный отцом, может повлиять на генотип потомства.
Специалисты из лаборатории Лефковитца планируют поместить лабораторных мышей в условия постоянного стресса, таким образом заставив организм животных вырабатывать собственный адреналин и провоцировать развитие реакции на стресс. Это позволит установить, вызывает ли физиологическая реакция на стресс такое же действие, как и инъекция синтетического аналога адреналина.
По материалам:
Duke University Medical Center
Оригинальная статья:
Makoto R. Hara, Jeffrey J. Kovacs, Erin J. Whalen, Sudarshan Rajagopal, Ryan T. Strachan, Wayne Grant, Aaron J. Towers, Barbara Williams, Christopher M. Lam, Kunhong Xiao, Sudha K. Shenoy, Simon G. Gregory, Seungkirl Ahn, Derek R. Duckett, Robert J. Lefkowitz. A stress response pathway regulates DNA damage through β2-adrenoreceptors and β-arrestin-1. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10368
«В этой статье впервые описан специфический механизм, с помощью которого отличительный признак хронического стресса – повышенный уровень адреналина - приводит к повреждению ДНК», - объяснил руководитель исследования, профессор медицины и биохимии Роберт Дж. Лефковитц (Robert J. Lefkowitz).
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
В ходе экспериментов ученые вводили в организм мышей химическое соединение, напоминающее адреналин, которое воздействует на так называемые бета-адренергические рецепторы. Профессор Лефковитц долгие годы изучал этот вид рецепторов. Моделирование хронического стресса на мышах показало, что при этом состоянии активируются определенные биохимические сигнальные пути, вызывающие накопление повреждений ДНК.
«Это может дать нам объяснение того, каким образом хронический стресс приводит к развитию разнообразных болезней человека с различными клиническими проявлениями, начиная от изменения внешних признаков, например, поседения волос, и заканчивая возникновением угрожающих жизни заболеваний, например, злокачественных опухолей», - сказал Лефковитц.
«Результаты исследования показали, что хронический стресс вызывает длительное снижение концентрации белка p53. Мы предполагаем, что это является причиной нарушения строения хромосом, что было выявлено у мышей, подверженных воздействию хронического стресса», - рассказал кандидат наук Макото Хара (Makoto Hara). Белок P53 относится к группе белков-супрессоров опухолевого роста. Из-за того, что этот белок предотвращает возникновение мутаций в геноме, его называют «стражем генома».
В предыдущих исследованиях Лефковитц доказал существование особых рецепторов и охарактеризовал рецепторы, сопряженные с G-белком, такие как бета-адренергические рецепторы. Эти рецепторы, расположенные на поверхности клеточных мембран, являются мишенями более половины лекарственных препаратов, которые сегодня доступны на фармакологическом рынке, включая бета-адреноблокаторы, используемые для лечения пациентов с заболеваниями сердца, антигистаминные препараты и препараты для лечения язвенных поражений.
В настоящее время профессор Лефковитц продолжает исследования в другом направлении, связанном с рецепторами, сопряженными с G-белком, описанном в его лаборатории. Он изучает так называемый [url=http://humbio.ru/humbio/cytology/001dfe2f.htm#0004468a.htm]бета-аррестиновый[/url] сигнальный путь. Первоначальная гипотеза предполагала, что белки бета-аррестины выключают или делают нечувствительными к внешним воздействиям участников сигнального пути, связанного с G-белком, однако сейчас ученые получают все больше доказательств того, что эти белки обладают собственной ферментативной активностью.
Результаты нового исследования выявили молекулярный механизм, с помощью которого химические соединения, напоминающие адреналин, действуя через G-белок и бета-аррестиновый сигнальный путь, провоцируют повреждения ДНК.
В статье, опубликованной в журнале Nature, содержатся доказательства того, что инъекции в организм мышей химического соединения, напоминающего адреналин, в течение четырех недель приводят к разрушению белка p53. Во время эксперимента концентрация этого белка в клетках животных постепенно снижалась.
Результаты исследования также показали, что у генетически модифицированных мышей с дефицитом белка бета-аррестина-1 повреждения ДНК не происходило. Отсутствие бета-аррестина-1 стабилизировало концентрации белка p53 в клетках тимуса – органа, который сильно реагирует на острый или хронический стресс, и семенников, в которых стресс, перенесенный отцом, может повлиять на генотип потомства.
Специалисты из лаборатории Лефковитца планируют поместить лабораторных мышей в условия постоянного стресса, таким образом заставив организм животных вырабатывать собственный адреналин и провоцировать развитие реакции на стресс. Это позволит установить, вызывает ли физиологическая реакция на стресс такое же действие, как и инъекция синтетического аналога адреналина.
По материалам:
Duke University Medical Center
Оригинальная статья:
Makoto R. Hara, Jeffrey J. Kovacs, Erin J. Whalen, Sudarshan Rajagopal, Ryan T. Strachan, Wayne Grant, Aaron J. Towers, Barbara Williams, Christopher M. Lam, Kunhong Xiao, Sudha K. Shenoy, Simon G. Gregory, Seungkirl Ahn, Derek R. Duckett, Robert J. Lefkowitz. A stress response pathway regulates DNA damage through β2-adrenoreceptors and β-arrestin-1. Nature, 2011; DOI: 10.1038/nature10368
Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Последние комментарии
