Обычно белки APOBEC3G нейтрализуют геном ВИЧ и других ретровирусов, но злокачественные клетки используют этот процесс в своих целях, что негативно сказывается на здоровье организма. Действуя в опухоли, эти белки увеличивают количество мутаций, что делает новообразование более агрессивным и сложным для лечения.
Ретровирусы, включая ВИЧ, хранят свою генетическую информацию не в ДНК, а в молекулах РНК, схожих по структуре. Одним из способов защиты от них являются белки APOBEC3G, для атаки на эти цепочки, некоторые вирусы химически модифицируют отдельные звенья, остатки нуклеозида цитидина (Ц). Это приводит к нарушению работы генома вируса и препятствует его размножению. В результате, эффективно воспроизводиться могут только те штаммы ВИЧ, которые обладают специальным белковым фактором, нейтрализующим APOBEC3G.
Для подавления интенсивной деятельности APOBEC3G клеткам также необходимо прилагать собственные усилия. Механизмы, с помощью которых они защищают свою ДНК от воздействия этих белков, остаются невыясненными. Однако в раковых клетках эти защитные системы, судя по всему, функционируют менее эффективно, что позволяет APOBEC3G проявлять активность и увеличивает количество мутаций. Это, в свою очередь, повышает вероятность и риск распространения опухоли. К таким заключениям пришли исследователи из Корнеллского университета, статья которых опубликована в журнале Cancer Research.
Бишой Фалтас и его команда изучили влияние белка APOBEC3G на рост опухоли, используя рак мочевого пузыря у лабораторных мышей в качестве модели. Для этого исследователи предварительно модифицировали грызунов, инактивировав у них ген, гомологичный человеческому APOBEC3G. В геном части животных был внесен человеский вариант APOBEC3G. После этого мышей подвергали воздействию химических канцерогенов, способствующих развитию рака мочевого пузыря.
Действительно, выяснилось, что у мышей, экспрессирующих APOBEC3G, заболевание прогрессировало значительно чаще (в 76% случаев), чем у животных с нефункциональными APOBEC и APOBEC3G (в 53% случаев). При этом в течение последующих 30 месяцев все мыши, у которых эти гены были неактивны, оставались живы, в то время как треть носителей человеческого APOBEC3G умерла. Исследователи установили, что мутагенные белки локализованы непосредственно в ядрах этих клеток.
У опухолей грызунов наблюдалось вдвое больше мутаций, чем у особей без APOBEC3G. Установлено, что эти мутации связаны с изменениями цитидина. Сопоставив полученные данные с информацией из The Cancer Genome Atlas, исследователи выяснили, что подобные мутации широко распространены у пациентов с раком мочевого пузыря, ухудшая прогноз заболевания и уменьшая вероятность полного выздоровления. Это свидетельствует о том, что раковые клетки могут использовать белки APOBEC3G, которые обычно выполняют защитную функцию против вирусов, для собственного развития.