Ugrás a tartalomhoz

Molekuláris sejtbiológia

Szeberényi József, Dialóg Campus Kiadó - Nordex Kft. (2014)

Dialóg Campus Kiadó - Nordex Kft.

55. fejezet - 55. Daganatbiológia IV.: Celluláris onkogének

55. fejezet - 55. Daganatbiológia IV.: Celluláris onkogének

A daganatok mutációs eredete széles körben elfogadott, tudományosan bizonyított tény. Mint az előző fejezetekből láttuk, az esetek egy részében a sejt változását az okozza, hogy onkogén vírus transzformáló génje integrálódik genomjába, annak terméke pedig daganatos sejtburjánzást idéz elő. A daganatok nagyobbik hányadában azonban a vírusetiológia nem mutatható ki, virális onkogén nem kerülhetett a genomba. Mi lehet ezekben az esetekben a mutáció következménye? Milyen géneket érinthet? Átvihető-e a transzformált fenotípus a daganatsejt DNS-ével normális sejtekre is? Az utolsó kérdésre az Avery baktérium-transzformációs kísérleteihez (l. 2. fejezet) hasonló DNS-átviteli kutatások adták meg a választ.

Onkogének keresése transzfekciós kísérletekkel

Tisztított DNS-t eukariota sejtekbe is be lehet juttatni (l. 11. fejezet). A génbeviteli módszerek közül a legegyszerűbb a transzfekció: megfelelő kísérleti körülmények között DNS-sel kezelt szövettenyészeti sejtek egy része felveszi, genomjába integrálja és expresszálhatja is az idegen géneket.

Az első sikeres transzfekciós kísérleteket az 1970-es évek elején hajtották végre: RSV-transzformált sejtek genomiális DNS-ével normális csirkesejteket transzformáltak és a sejtek vírust is termeltek. A kísérlet igazolta, hogy a fertőzött sejt DNS-e provírus formájában tartalmazza az RSV teljes genetikai információját. A transzfekciós kísérleteket Robert Weinberg és Geoffrey Cooper fejlesztették tovább. Kémiai karcinogénnel transzformált sejtek DNS-ével sikerült átvinniük a transzformált fenotípust NIH3T3 egér fibroblaszt sejtekre, igazolva, hogy onkogének nonvirális eredetű daganatokban is jelen vannak. A legfontosabb kérdés megválaszolása még hátra volt: vannak-e onkogének természetes körülmények között kifejlődő emberi daganatokban?

Az első emberi onkogén felfedezése

Az első nonvirális eredetű, humán celluláris onkogént egy emberi hólyagtumor sejtvonal DNS-ében azonosították. Az ezt követő nagyszabású transzfekciós kísérletsorozatokban azt találták, hogy az összes humán neoplasia mintegy 20–30 százalékában mutatható ki géntranszferrel onkogén szekvencia.

A hólyagtumor sejtvonal onkogénjének klónozását 1982-ben hajtották végre Weinberg, Mariano Barbacid és Michael Wigler munkacsoportjai. A klónozási stratégiát az 55.1. ábra mutatja. A munka fő nehézségét az okozta, hogy az akkor még ismeretlen onkogént több milliárd bázispárnyi DNS-ben kellett megtalálni. Ehhez a keresett gén két tulajdonságát használták fel: egy biológiait (transzformáló-képesség) és egy genetikait (közelében lennie kell specifikus humán Alu-szekvenciáknak). A hólyagtumor DNS-sel egy a sejtbiológiai kutatásokban gyakran használt sejtvonalat, NIH3T3 egér fibroblasztokat transzfektáltak. Ilyenkor a DNS darabolódva jut be a sejtekbe és véletlenszerűen néhány helyen integrálódik. A működő onkogént felvevő sejtek transzformálódnak, utódaik fókuszokat alkotnak. A transzformált sejtek DNS-e valószínűleg onkogént nem tartalmazó humán DNS-régiókat is tartalmaz; hogy ezektől megszabaduljanak, egy második transzfekciót is végrehajtottak. A transzformált fókuszok DNS-ében ilyenkor nagy valószínűséggel már csak egy humán DNS-darab van: ez tartalmazza a humán onkogént és – szerencsés esetben – Alu-szekvenciát is. Ha a második transzformáns DNS-éből genomtárat hoznak létre és abban olyan rekombináns fágot találnak, amely humán Alu-próbával hibridizál, az nagy valószínűséggel az emberi onkogént is tartalmazza. A stratégia sikeres volt: a gén szekvenciájának meghatározásakor kiderült, hogy egy ras-génről (rasH) van szó, mely a protoonkogén párjától egyetlen bázispárban különbözik. Később tisztázták, hogy a pontmutáció következményeképpen a celluláris onkogéntermék Ras-fehérje elveszti GTPáz-aktivitását, képtelen önmagát inaktiválni: konstitutívan aktív állapotba kerülve daganatos sejtproliferációt indukál.

55.1. ábra - 55.1. ábra: Az első humán onkogén klónozása

55.1. ábra: Az első humán onkogén klónozása

Az első humán onkogén azonosítása a daganatkutatás egyik kiemelkedő felfedezése volt. Ezt követően rövid idő alatt számos emberi onkogént izoláltak és jellemeztek; az 54.1. táblázat ezek közül tartalmaz néhányat. Szembetűnő, hogy a celluláris onkogének egy részének van retrovirális megfelelője, másokat azonban eddig csak nonvirális eredetű daganatokban találtak meg. A kódolt fehérjék valamilyen módon a sejtek jelátviteli folyamatainak, sejtciklusának, apoptózisának szabályozásában vesznek részt (a részleteket l. később). Kitűnik az is, hogy egyes onkogének különböző típusú daganatok kialakulásáért lehetnek felelősek, és fordítva: ugyanazt a tumort különböző celluláris onkogének okozhatják.

Ajánlott irodalom

Cooper, G. M.: Oncogenes. Jones and Bartlett Publishers, Boston, 69–125, 1995.

Croll, C. M. (2008): Oncogenes and cancer. N. Engl. J. Med. 358, 502–511.

Cooper, G. M., Hausman, R.E. (2009): The Cell – A Molecular Approach. ASM Press, Washington, D.C., USA, 740–752.

Goldman, J. M., Melo, J. V. (2003): Chronic myeloid leukemia – Advances in biology and new approaches to treatment. N. Engl. J. Med. 349, 1451–1464.

Kim, J. A. (2003): Targeted therapies for the treatment of cancer. Amer. J. Surg. 186, 264–268.

Krontiris, T. G. (1995): Oncogenes. N. Engl. J. Med. 333, 303–306.

Look, A. T. (1997): Oncogenic transcription factors in the human acute leukemias. Science 278, 1059–1064.

Rabbits, T. H. (1994): Chromosomal translocations in human cancer. Nature 372, 143–149.

Rák K. (2003): A krónikus myeloid leukaemia mai kezelése. Orvosi Hetilap 144, 405–412.

Weinberg, R. A. (2007): The Biology of Cancer. Garland Science, Taylor & Francis Group. 82–85, 91–112.