Tag Archives: ERN1
Наукові досягнення відділу молекулярної біології у пізнанні стрес-залежних механізмів росту гліом
О. Г. Мінченко*, Ю. М. Вілецька, М. Ю. Слюсар, O. O. Хіта
Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна Національної академії наук України, Київ;
*e-mail: ominchenko@yahoo.com
Отримано: 09 липня 2025; Виправлено: 25 липня 2025;
Затверджено: 30 жовтня 2025; Доступно онлайн: 02 грудня 2025
З 2005 року у відділі молекулярної біології були розпочаті дослідження, направлені на вирішення ключових проблем біохімії та молекулярної біології з акцентом на виясненні молекулярних основ росту злоякісних пухлин, механізмів гіпоксичної регуляції, ролі альтернативного сплайсингу у механізмах регуляції експресії генів, а також фундаментального значення стресу ендоплазматичного ретикулума у підтриманні гомеостазу та розвитку патологічних станів, зокрема росту гліобластом, найбільш злоякісних пухлин головного мозку, що тяжко піддаються лікуванню. Показано, що експресія різних 6-фосфофрукто-2-кіназ/фруктозо-2,6-біфосфатаз (PFKFB), ключових регуляторів гліколізу, посилюється у різних злоякісних пухлинах і що PFKFB4 є маркером пухлинного росту. Встановлено, що рівень експресії PFKFB4 контролюється за гіпоксії HIF-залежним механізмом, а у промоторі ідентифікована специфічна до HIF послідовність, мутація якої повністю знімає гіпоксичну регуляцію гена PFKFB4. Ідентифіковані також численні сплайс-варіанти різних генів PFKFB та VEGFA. Встановлено, що пригнічення стресу ендоплазматичного ретикулума, зокрема його сигнального шляху ERN1, знижує проліферацію клітин гліобластоми змінюючи рівень експресії онкогенів, пухлинних супресорів, ензимів мітохондрій, а також рецепторів інсуліну і глюкокортикоїдів та залежних від них протеїнів. Виявлена важлива роль протеїнкіназної активності ERN1 у регуляції експресії різних генів і показано, що її пригнічення є причиною посиленої інвазивності клітин гліобластоми після нокдауну ERN1. Концентрується увага на ролі гормонів у контролі ефектів стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії, а також на неканонічних механізмах гіпоксичної регуляції експресії генів, її залежності від стресу.
Стрес ендоплазматичного ретикулума, його сенсорно-сигнальні системи та роль у регуляції експресії генів за злоякісного росту і гіпоксії
О. Г. Мінченко, А. П. Харькова, Т. В. Бакалець, І. В. Кривдюк
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
Гіпоксія є одним з індукторів експресії великої групи генів, що контролюють гліколіз та процеси проліферації в умовах зниженого рівня кисню або внаслідок зменшеного його споживання. Разом із тим, гіпоксія є одним із чинників, що індукують стрес ендоплазматичного ретикулума, який, як і гіпоксія, є обов’язковим компонентом злоякісного росту і пов’язаний з цитоплазмою та ядром трьома сенсорно-сигнальними системами: PERK, ATF6 та ERN1. Виключення функції ERN1 – основного сенсорно-сигнального ензиму стресу ендоплазматичного ретикулума – призводить до зниження інтенсивності росту пухлин і змінює характер гіпоксичної регуляції експресії багатьох генів, що контролюють процеси проліферації та гліколізу. Сигнальний шлях ERN1 контролює експресію великої групи генів, залежних від стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії, і є важливим фактором росту злоякісних пухлин.
Експресія генів фосфорибозил-пірофосфатсинтетази у клітинах гліоми лінії U87 з виключеним ERN1: вплив гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулума
O. Г. Мінченко, Я. А. Гармаш, O. В. Ковалевська,
Д. O. Цимбал, Д. O. Мінченко
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
Активація пентозо-фосфатного шляху є важливим чинником посилення проліферативних процесів і росту пухлин. Фосфорибозилпірофосфатсинтетаза (PRPS) є ключовим ензимом цього шляху і відіграє центральну роль у синтезі пуринів та піримідинів. Як гіпоксія, так і опосередкований ERN1 сигнальний шлях стресу ендоплазматичного ретикулума пов’язані з процесами проліферації клітин, оскільки блокада ERN1 пригнічує ріст пухлин, включаючи гліому. Ми досліджували експресію різних генів PRPS у клітинах гліоми з пригніченою функцією ERN1 за гіпоксії. Показано, що гіпоксія зменшує рівень експресії генів PRPS1 та PRPS2 в обох типах клітин гліоми, але в більшій мірі у клітинах з пригніченою функцією ERN1, хоча рівень експресії генів PRPSAP1 та PRPSAP2 знижувався за гіпоксії лише у клітинах гліоми з виключеною функцією сигнального ензиму ERN1. Більше того, блокада ендорибонуклеазної активності ERN1 не призводила до істотних змін в експресії генів як PRPS1 і PRPS2, так і PRPSAP1 та PRPSAP2 у клітинах гліоми лінії U87. У той же час індукція стресу ендоплазматичного ретикулума тунікаміцином у клітинах гліоми із пригніченою ендорибонуклеазною активністю ERN1 знижувала лише рівень експресії генів PRPS1 і PRPS2. Результати цього дослідження вказують на те, що гіпоксія впливає на рівень експресії генів різних субодиниць ензиму PRPS у клітинах гліоми лінії U87 і що ефект гіпоксії змінюється за виключення ERN1, сигнального ензиму стресу ендоплазматичного ретикулума.
Пригнічення ERN1 модифікує регуляцію експресії генів TP53, MDM2, USP7 та PERP у клітинах гліоми лінії U87 за гіпоксії
С. В. Даніловський1, Д. O. Мінченко1,2, О. С. Молявко1,
Л. Л. Карбовський1, O. В. Ковалєвська1, O. Г. Мінченко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Стрес ендоплазматичного ретикулума і гіпоксія є необхідними компонентами росту злоякісних пухлин і пригнічення ERN1 (від ендоплазматичного ретикулума до ядра-1) сигнального шляху, який пов’язує апоптоз із процесами смерті клітин, значно зменшує інтенсивність процесів проліферації. Нами досліджено експресію генів TP53 (tumor protein53), MDM2 (TP53 E3 ubiquitin protein ligase homolog), PERP (TP53 apoptosis effector) та USP7 (ubiquitin specific peptidase 7), які мають безпосереднє відношення до процесів проліферації та апоптозу в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 в умовах гіпоксії. Встановлено, що блокада функції ERN1 у клітинах гліоми лінії U87 посилює експресію генів TP53 та USP7, але зменшує рівень експресії генів MDM2 та PERP. Таким чином, посилена експресія гена TP53 в клітинах гліоми із пригніченою функцією ERN1 повністю узгоджується зі зниженим рівнем експресії убіквітинлігази MDM2 та підвищеним рівнем USP7, яка деубіквітинує TP53 та MDM2, індукуючи, таким чином, TP53-залежну репресію росту пухлинних клітин та їх апоптоз. У той самий час, рівень експресії генів TP53, MDM2 та USP7 у клітинах гліоми із пригніченою лише ендорибонуклеазною активністю ERN1 істотно не змінюється, але рівень експресії гена PERP при цьому сильно збільшується. Більше того, експресія генів TP53 та UPS7 зменшується за гіпоксії лише в контрольних клітинах гліоми, тоді як експресія генів MDM2 та PERP посилюється в обох типах клітин, хоча значно сильніше в клітинах із пригніченим ERN1. Результати роботи продемонстрували, що експресія генів TP53, MDM2, UPS7 та PERP залежить від сигнального шляху стресу ендоплазматичного ретикулума та гіпоксії і корелює зі зниженням росту гліоми за пригнічення функції ERN1.