Sledi na DNK

Slabo poznana in genotoksična spojina kolibaktin je v nedavno objavljeni raziskavi posredno razkrila svoje bojno lice. Raziskovalna skupina z različnih univerz v ZDA je na podlagi škode, ki jo spojina pušča za seboj, prišla na sled kemijski strukturi kolibaktina. Kolibaktin tvorijo določeni sevi bakterije Escherichia coli v našem črevesju, zaradi njegove genotoksičnosti pa predvidevajo, da vodi v razvoj raka danke in debelega črevesa.

Vzrokov za nastanek raka danke in debelega črevesa je mnogo, nekateri povzročitelji so tudi prebivalci naše mikrobiote, o katerih lahko več izveste v zadnjih dveh prispevkih oddaje Frequenza della scienza. Bakterije, ki poseljujejo naše debelo črevo, lahko kot stranski produkt svojega metabolizma izločajo snovi, ki spreminjajo verigo DNK. Če se zgodi specifično zaporedje mutacij, lahko takšna celica postane prvo seme za razvoj raka.

O spojini kolibaktin je nekaj informacij že znanih. Vemo, da nastaja v bakterijah z genskim otočkom, imenovanim pks. Tiste bakterije vrste E. coli, ki so pks+, torej proizvajajo tudi kolibaktin. Na evkariontskih celicah te bakterije povzročijo razpad verige DNK, prekinitev celičnega cikla delitev in posledično tudi celično smrt. Izolacija kolibaktina je bila v dosedanjih poskusih neuspešna, zato so se v raziskovalni skupini odločili, da ga poiščejo iz druge smeri. Pogledali so v sledi, ki jih spojina za seboj pušča na DNK.

S pomočjo dveh metod so primerjali DNK celičnih linij sesalcev, ki so jih gojili ob pks+ bakterijah in pks- bakterijah. Kolibaktin se prek ciklopropanskega obroča veže na DNK in tvori tako imenovane DNK adukte. Adukti so molekule, ki jim je bilo nekaj dodano, v tem primeru kolibaktin. Ti veliki adukti pa predstavljajo oviro za prepisovanje genov, če niso pravočasno popravljeni. Ob številnih zaporednih vezavah se slej ko prej zgodi, da popravljalni mehanizem popusti in vodi v nastanek začetne rakave celice.

Podobne DNK adukte so v raziskovalni skupini izolirali tudi iz laboratorijskih miši, okuženih s pks+ bakterijami vrste E. coli, enake adukte pa so našli tudi pri gojenih človeških celičnih linijah. Natančnega mehanizma delovanja kolibaktina še ne poznamo, vendar v raziskovalni skupini predlagajo drugo pot. DNK adukti, ki nastajajo kot posledica delovanja kolibaktina, lahko služijo kot biomarker za oceno aktivnosti genotoksične spojine. S pomočjo ocene aktivnosti pks+ bakterij vrste E. coli bi lažje definirali tudi dejanski vpliv kolibaktina na nastanek raka danke in debelega črevesa.

Gensko škodo je ocenjevala Urša.