The source text is taken from here: https://people.csail.mit.edu/seneff/does_glyphosate_substitute.html
Стефани Сенеф/Stephanie Seneff
[email protected]
2019 жылғы 18 тамыз
Жақында Антониу және басқалар мақала жариялады. батыл атаумен «Глифосат белсенді бөлінетін сүтқоректілер жасушаларының ақуыздарындағы глицинді алмастырмайды». [1]. Мақалада алты күн ішінде адамның сүт безі қатерлі ісігі жасушаларын глифосатқа ұшырату, содан кейін анамальды ауыр глицин молекулалары бар қысқа пептидтерді анықтау үшін Tandem Mass Tag (TMT) таңбалауы деп аталатын күрделі техниканы қолдану туралы айтылған. Емделген және өңделмеген жасушалардың ақуыздары қағазда егжей-тегжейлі көрсетілген масс-спектрометрия, ішінара протеолиз және одан әрі талдауды қамтитын стандартты хаттама арқылы орналастырылды.
Жасушалар Dulbecco’s Modified Eagle Medium деп аталатын бай қоректік құрамда ұсталды. Бұл тұжырымдама амин қышқылдары мен дәрумендермен төрт есе байытылған базальды орта қыранның модификациясы болып табылады. Оның құрамында 4500 мг/л глюкозаның жоғары концентрациясы бар. Оның глифосатпен ластанбағанына кепілдік жоқ. Сонымен қатар, жасушалар бұрын белгілі бір уақытқа дейін мәдениетте өсіп келе жатқан, сондықтан оларды тазарту қиын болған глифосатпен ластанған ақуыздардың едәуір саны жинақталған. Олар мәдениетте өмірін глифосатпен ластанған белоктардан бастаған, бұл жасушаларды сүт безі ісігінде сақтаған адамның глифосатына өмір бойы әсер ету арқылы.
Авторлар сынамаларды екі түрлендіруден кейінгі модификацияға (PTM) сынап көрді: глиоксилатпен модификацияланған цистеин және глицинге глифосатты алмастыру. Олар глиоксилат модификациясын енгізді, өйткені олар глифосаттың цистеин қалдықтарымен байланысуға қабілетті глиоксилатқа дейін ыдырауы мүмкін деген болжам жасады. Атап айтқанда, олар бақылау жасушаларында да, өңделген жасушаларда да глиоксилатпен модификацияланған цистеиндерді анықтаған жоқ.
Керісінше, авторлар өңделген үлгілерде бірнеше қысқа пептидтерде глифосаттың болуы үшін маңызды сигнал тапты. Алайда, олар өңделмеген сынамалардан бірдей күшті сигнал тапты. Олар былай деп жазды: “Алайда бұл экспериментте глифосатпен емдеу болмаған кезде екі ықтимал PTM-нің (аудармадан кейінгі түрлендірулер) екеуі де болады деп күтілмейді. Осылайша TMT таңбалауын кез-келгенін анықтау және сүзу үшін қолдану мүмкін болды. ықтимал жалған ашылымдар. «Содан кейін:» деректер кандидатпен алмастырылған барлық пептидтердің жалған жаңалықтар екенін дәлелдейді.”
Алайда, «емделмеген» жасушаларда глифосатпен алмастырылған ақуыздар бар екендігі де бірдей дәлелді. Ықтимал, кандидатпен алмастырылған пептидтердің барлығы бірдей болмаса, шынайы жаңалықтар болып табылады. Бұрын да өңделген және бақылаушы жасушалар глифосатпен ұзақ уақыт бойы әсер еткендіктен, оларда тең мөлшерде глифосатпен ластанған ақуыздар жинақталған болуы мүмкін. Энтони Самсель мен глицинді дәлелдеу үшін глифосатты алмастыру туралы алғашқы мақаламызда N-алмастырылған глициндердің ыдырауы өте қиын пептоидтар түзе алатынын және фосфонаттардың протеолизді тежейтін қабілеті бар екендігі туралы талқыладық [2].
Глифосаттың әсерінен протеолизге төзімді ақуыздар жинақталады деген ойды 2013 жылы бұршақ өсімдіктеріне жарияланған зерттеу дәлелдейді [3]. Авторлар протеолиз ферменттерінің регуляциясымен бірге барлық жерде белоктардың жинақталуын байқады, бұл таңқаларлық және ерекше. Олар жазды:
«Убивинитті ақуыздардың жинақталуы, болжамды протеазомалық белсенділіктің жоғарылауы ABPP [белсенділікке негізделген протеин профилдеуі] арқылы байқалды, бұл гербицидпен емдеу кезінде протеазоманың рөлін көрсетті. Убуквитинді ақуыздардың жинақталуы әдетте қатар жүретін төмендеуімен бірге сипатталған. Протеазома белсенділігі.Сонымен қатар, біздің нәтижелер протеазомалық субстрат деңгейінің де, белсенділігінің де жоғарылағанын көрсетті.Сонымен, протеомаға гербицид тудыратын стресс протеазома белсенділігінің жоғарылағанына немесе субстраттың қол жетімділігінің жоғарылағанына қарамастан, барлық жерде белоктардың жиналуына әкелуі мүмкін. протеазомалық белсенділік туғызады».
Мүмкін, ақуыздарға салынған глифосат протеолитикалық ферменттердің оны бұзу қабілетін бұзады. Шындығында, глифосатты амиотрофиялық бүйір склерозымен (ALS) байланыстыратын қағазда біз глифосаттың протеазома арқылы жою үшін белоктарды белгілейтін барлық жерде үквитуация процесін қалай бұзуы мүмкін екенін сипаттадық [4]. Біз жаздық:
«Ең қызығы, убивитиннің өзі ақуыздың деградацияға ұшырайтындығын білдіретін күрделі убиквитин тізбектерін құру үшін жоғары консервіленген карбоксидтік терминал қос-глициндік жұпқа тәуелді екендігі [46] [мұнда [5] ретінде көбейтілген]. Глифосатты осы маңызды глициндердің біріне алмастыру қатпарланған ақуыздарды қайта өңдеу процесін нашарлатады деп күтілуде. Бұл ALS-тің ерекше белгісі болып табылатын қатпарланған ақуыздардың жинақталуын оңай түсіндіре алады».
Біздің бақытымызға орай, Антониу және басқалар. [1] олардың 3-кестесінде анықталған глифосат алмастыруларымен нақты дәйектіліктер келтірілген және Uniprot веб-сайты BLAST деп аталатын бағдарламалық жасақтаманы қолданып, белгілі бір дәйектіліктерден тұратын ақуыздарды табуға болатын құрал ұсынады. Uniprot 3-суретте соққы ретінде берілген 15 ақуыздың барлығын идентификациялауға мүмкіндік алды, әр протеиннің бірізділігіне дәл сәйкестік. Барлық 15 ақуыз адам ақуыздары болды. Осы белоктардың кем дегенде тоғызы 1-кестеде көрсетілгендей фосфаты бар молекулалармен байланысады. Бұл фосфатты байланыстыратын ақуыздар, әсіресе Гунатилаке және басқалар жариялаған соңғы мақалада айтылғандай, глифосат алмастыруға сезімтал деген идеяны қолдайды. [6], глифосат Шри-Ланкадағы ауылшаруашылық қызметкерлері арасында белгісіз этиологияның (CKDu) созылмалы бүйрек ауруының негізгі факторы деп болжайды. Шын мәнінде, арамшөптерді жоюда глифосаттың негізгі нысаны деп саналатын өсімдіктердегі EPSP синтаза ақуызында фосфоенол пируваты (PEP) байланысатын жерде глициннің жоғары консервіленген қалдықтары бар. DowDupont зерттеушілері CRISPR технологиясын пайдалана отырып, EPSP синтазасы үшін CRISPR модификацияланған генінің арқасында глифосатқа төзімді жүгері штамын құра алды [7]. Олар жасаған алғашқы қадам – ДНҚ кодын PEP байланыстыру орнындағы глицинді аланинмен алмастыру үшін өзгерту болды. Нәтижесінде глифосатқа мүлдем сезімтал емес ферменттің нұсқасы пайда болды.
Кесте 1: Тандем Масса Теги (TMT) спектрометрия құралдарының көмегімен анықталған глифосатпен алмастырылған пептидтерден тұратын тоғыз ақуыз. Бұл пептидтер, тағы 6 басқа, мәдениетте өсірілген рак клеткаларынан табылды. Барлық тоғызыншы құрамда фосфат бар молекулалар үшінші бағанда көрсетілгендей байланысады. Бірінші баған анықталған дәйектілікті қамтамасыз етеді, мұндағы «*» ауыстырылған глицин қалдықтарын көрсетеді. Қараңыз: Антониу және басқалар. (2019) эксперименттік қондырғы туралы толық ақпарат алу үшін.
| Жүйелі | Ақуыздың атауы | Фосфаты бар субстрат |
| AIRQTSELTLG*K | Мырыш саусақ ақуызы 624 | ДНҚ |
| DG*QDRPLTKINSVK | Pleckstrin гомологиясы домені бар отбасы A мүшесі 5 | Фосфатидилинозитолфосфат |
| EPVASLEQEEQG*K | Гомеобокстың қосарланған ақуызы А | ДНҚ |
| G*ELVMQYK | Диацилглицеролкиназа гаммасы | ATP |
| GKELSG*LG*SALK | Өте ұзын тізбекті спецификалық ацил-CоА дегидрогеназа митохондриясы | FAD |
| KDGLG*GDK | G-ақуызбен байланысқан рецептор 158 | GTP |
| NEKYLG*FGTPSNLGK | ATP-тәуелді Clp протеаза ATP-байланыстыратын суббірлік | ATP |
| RTVCAKSIFELWG*HGQSPEELYSSLK | tRNA (гуанин(10)-N2) метилтрансфераза гомологы | tRNA |
| VTG*QLSVINSK | Ақуыз О-маннозил-трансфераза 2 (Q9UKY4) | доличилфосфат |
Жалпы алғанда, 1-кестеде адам ақуыздарының қызықты тізімі келтірілген және олардың көпшілігі сүт безі қатерлі ісігі жасушаларында көрінуі мүмкін. Мысалы, біреуі – РНҚ метилдену ақуызы (tRNA(гуанин(10)-N2) -метилтрансфераза гомологы). Басқасында фосфатидилинозитол фосфаттарымен байланыстыру арқылы (тітіркендіргіш домологиясы бар A отбасы мүшесі 5 плекстрин) актты тежеу арқылы ісіктің супрессоры қызметі бар. Тағы біреуі – G ақуызымен байланысқан рецептор (GPCR). Бар-Шавит және басқалардың пікірі бойынша «GPCR ісік жасушаларының көптеген ерекшеліктерін бақылайды, соның ішінде иммундық жасуша-делдал функциялары, пролиферация, инвазия және екіншілік жерде тіршілік ету». [8] Тағы бір соққы – бұл гомеобокс протеині және бұл белоктар класы сүт безі қатерлі ісігінде себепті рөл атқарады деп сенеді [9].
Осы мақаладан алынған тағы бір маңызды жаңалық – бұл алты күндік глифосатпен емдеуге жауап ретінде статистикалық тұрғыдан айтарлықтай жаңартылған деп анықталған екі ақуыз. Олар: ADP/ATP нуклеотидті транслоказа (ANT) және серинге/аргининге бай сплайсинг факторы 6 (SRSF6) [1]. Бұл екі ақуыз өте қызықты болып шықты, өйткені олардың екеуі де ісік жасушаларында шамадан тыс көп болатыны белгілі, және екі жағдайда да осы белоктардың жоғары деңгейі онкологиялық науқастардың нәтижесінің нашарлығымен байланысты.
SRSF6 – жеке экзондардан пептидтердің қалай жиналатынын өзгерту арқылы ақуыздың экспрессиясын өзгертудің күшті мүмкіндіктері бар сплайсинг факторлары отбасының мүшесі. SRSF6 өкпенің эпителий жасушаларында шамадан тыс экспрессиясы пролиферацияны күшейтіп, оларды химиотерапиядан қорғап, ісік түзу қабілетін арттырды [10]. Сонымен қатар, SRSF6 өкпенің және тоқ ішектің қатерлі ісігі жасушаларының желілерінде құлдырауы олардың ісік ісік әлеуетін төмендетеді. SRSF6 терінің қатерлі ісігінде жиі кездеседі және ол инвазивті және метастатикалық қатерлі ісікке ықпал ету үшін тенаскин С деп аталатын ақуыздың қосылуын өзгертеді [11]. SRSF6 сонымен қатар кератиноциттердің шамадан тыс пролиферациясын тудырады, бұл псориазға тән қасиет [12]. Егер глифосат сүт безі қатерлі ісігі жасушаларында SRSF6 мөлшерінің жоғарылауына себеп болса, бұл ашық адамдарда күшейтілген ісікогенезді тудыруы мүмкін.
ANT жасуша биологиясына әр түрлі әсер ететін бірнеше әр түрлі изоформалардан тұрады, бірақ сүт безі қатерлі ісігі жасушаларында жоғары дәрежеде көрінетіні – ANT2 және ісіктің тіршілік етуін сақтау үшін маңызды екендігі дәлелденген. ANT2-нің міндеті ATP-ді митохондрияға тасымалдау болып табылады және бұл белсенділік жасуша Варбург эффектісі бойынша жұмыс жасағанда маңызды. Қатерлі ісік жасушалары гликолиз арқылы цитоплазмада өздерінің көптеген АТФ-ын түзеді, содан кейін ANT2 тотығу фосфорлануы арқылы өндіруге қажет АТФ мөлшерін азайтуы үшін МТФ-ны митохондрияға жеткізеді. Бұл қышқылданудан, әсіресе митохондриялар токсикалық әсерден болатын ДНҚ мутациясының салдарынан жұмыс істемей қалуы мүмкін болған кездегі қорғаныстың жақсы стратегиясы. ANT2 іс жүзінде жасушаны стрессорлардың қатысуымен апоптозға (жасуша өліміне) емес көбеюіне әкелетін стратегияларды жүзеге асыруға бағдарламалайды [13]. Жақында ANT2 белсенділігін басу арқылы қатерлі ісікпен күресетін дәрі-дәрмектерді жасауға қызығушылық пайда болды [14].
Антониу және басқалар қағаз ақуыздардағы глифосаттың ластануын анықтау процедурасын іздеудегі маңызды жетістік болуы мүмкін. Олар глифосаттың белгілі бір қалдықтарын глифосатпен алмастыру арқылы өзгертілген болып көрінетін 15 адамның ақуызын анықтай алғандығы таңқаларлық. Қағаз қоғамдастық үшін үлкен маңызға ие, өйткені қазір мәдениетте өсірілген басқа жасушалардың көптеген түрлеріне, сондай-ақ сүтқоректілердің ауру тіндерінен алынған биологиялық үлгілерге тырнақ тәрізді биологиялық үлгілерге қолдануға болатын белгіленген процедураны көрсетеді. склеродермиялық науқастардың, псориаз ауруындағы терінің жасушалары, аутист балалардың шаш үлгілері, құрылтайшымен ауыратын жылқылардың тұяқтары, ісік биопсиялары, Альцгеймер тақтасынан кейінгі өлім, бүйрек және бауыр тіндері аурулары және т.б.
Глифосатпен ластанған ақуыздарды табудың болашақ мүмкіндіктері өте көп және біз белгілі бір алмастыру заңдылықтары туралы мәліметтер базасын жинай отырып, глициннің қалдықтары әсіресе сезімтал болатын пептидтік контекстің ережелерін болжай аламыз, мысалы, көрші аминқышқылдары аз болған кезде (алдын алу үшін) стерикалық кедергі) немесе оң зарядталған (глифосатты теріс зарядына байланысты пептидтер жиналатын жерге тарту үшін). Шынында да, ережелердің бұл түрлері Антониу және басқалардан алынған шағын топтамада айқын бола бастады. эксперимент. Ауыстырылған 15 глициннің алтауынан бірден оң зарядталған амин қышқылы (лизин, гистидин немесе аргинин) пайда болды. Ал оннан бұрын валин, лейцин, серин немесе треониннің бірі пайда болды, олардың барлығы кішігірім аминқышқылдары, глифосаттың метилфосфонил құйрығы үшін кеңістікті қолдайды. Егер ақуыз синтезі кезінде глифосат шынымен глицинді алмастыратын болса, оның салдары ақылға қонбайды, ал глифосаттың қитұрқы кумулятивтік әсер етуі аутоиммунды, метаболикалық, неврологиялық және онкологиялық аурулардың ұзақ тізбесінің таралуы кезінде біз қазіргі кездегі өсуді оңай түсіндіре алады.
Әдебиеттер тізімі
[1] MN Antoniou et al. Glyphosate does not substitute for glycine in proteins of actively dividing mammalian cells. BMC Res Notes 2019; 12:494. (Веб-сілтеме)
[2] A Samsel and S Seneff. Glyphosate, pathways to modern diseases V: Amino acid analogue of glycine in diverse proteins. Journal of Biological Physics and Chemistry 2016; 16: 9-46. (Веб-сілтеме) (Жүктеу)
[3] A Zulet et al. Proteolytic Pathways Induced by Herbicides That Inhibit Amino Acid Biosynthesis. PLoS ONE 2013; 8(9): e73847. (Веб-сілтеме)
[4] S Seneff et al. Does glyphosate acting as a glycine analogue contribute to ALS? J Bioinfo Proteomics Rev 2016: 2(3): 1-21. (Веб-сілтеме) (Жүктеу)
[5] A Zuin et al. Ubiquitin signaling: Extreme conservation as a source of diversity. Cells 2014; 3(3): 690-701. (Веб-сілтеме)
[6] S Gunatilake et al. Glyphosate’s Synergistic Toxicity in Combination with Other Factors as a Cause of Chronic Kidney Disease of Unknown Origin. Int J Environ Res Public Health 2019; 16(15). pii: E2734. (Веб-сілтеме) (Жүктеу)
[7] Y Dong et al. Desensitizing plant EPSP synthase to glyphosate: Optimized global sequence context accommodates a glycine-to-alanine change in the active site. J Biol Chem 2019; 294(2): 716-725. (Веб-сілтеме)
[8] R Bar-Shavit et al. G Protein-Coupled Receptors in Cancer. Int J Mol Sci 2016; 17(8). pii: E1320. (Веб-сілтеме)
[9] MT Lewis. Homeobox genes in mammary gland development and neoplasia. Breast Cancer Research 2000; 2: 159. (Веб-сілтеме)
[10] M Cohen-Eliav et al. The splicing factor SRSF6 is amplified and is an oncoprotein in lung and colon cancers. J Pathol 2013; 229(4): 630-9. (Веб-сілтеме)
[11] MA Jensen et al. Splicing factor SRSF6 promotes hyperplasia of sensitized skin. Nat Struct Mol Biol 2014; 21(2): 189197. (Веб-сілтеме)
[12] H Valdimarsson et al. Psoriasis: a disease of abnormal Keratinocyte proliferation induced by T lymphocytes. Immunol Today 1986; 7(9): 256-9. (Веб-сілтеме)
[13] SH Baik and J Lee. Adenine nucleotide translocase 2: an emerging player in cancer. J Stem Cell Res Med 2016; 1(2): 66-68. (Веб-сілтеме)
[14] J-Y Jang et al. Suppression of adenine nucleotide translocase-2 by vector-based siRNA in human breast cancer cells induces apoptosis and inhibits tumor growth in vitro and in vivo. Breast Cancer Research 2008; 10(1): R11. (Веб-сілтеме)