ОБҐРУНТУВАННЯ НЕОБХІДНОСТІ ВИВЧЕННЯ МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ В МЕДИЧНИХ УНІВЕРСИТЕТАХ
DOI:
https://doi.org/10.11603/me.2414-5998.2019.4.10861Ключові слова:
молекулярна біологія, генно-залежне репрограмування метаболізму, вища медична освітаАнотація
У медичних університетах більшості країн світу при підготовці лікарів сучасного міжнародного рівня є обов’язковим вивчення основ молекулярної біології для більш глибокого розуміння механізмів виникнення і розвитку патологічних процесів в організмі людини, а також для пошуку шляхів їх подолання, розробки нових стратегій створення високоефективних лікарських препаратів з високою специфічністю і без побічних ефектів. Це обумовлено перш за все тим, що регуляція основних метаболічних процесів як у нормі, так і за різноманітних патологій опосередковується репрограмуванням функціональної активності геному на рівні різних сигнальних систем клітини.
Таким чином, молекулярна біологія надає знання про молекулярно-генетичні основи підтримання гомеостазу і молекулярні механізми розвитку метаболічних порушень за різноманітних патологій, зокрема таких, як онкологічні, серцево-судинні, ендокринні та інші, а також вказує на можливі шляхи їх подолання, а тому детальне вивчення цієї науки має надзвичайно важливе значення для підготовки лікарів високої кваліфікації міжнародного рівня.
Посилання
Vieira, E., Ruano, E.G., Figueroa, A.L., Merino, B., Fernandez-Ruiz, R., Nadal, A., Burris, T.P., Gomis, R., et al. (2014). Altered clock gene expression in obese visceral adipose tissue is associated with metabolic syndrome. PLoS One, 9, e111678. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0111678
Auf, G., Jabouille, A., Guerit, S., Pineau, R., Delugin, M., Bouchecareilh, M., Favereaux, A., et al. (2010). A shift from an angiogenic to invasive phenotype induced in malignant glioma by inhibition of the unfolded protein response sensor IRE1. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 107, 15553-15558. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.0914072107
Avril, T., Vauléon, E., & Chevet, E. (2017). Endoplasmic reticulum stress signaling and chemotherapy resistance in solid cancers. Oncogenesis, 6(8), e373. DOI: https://doi.org/10.1038/oncsis.2017.72
Prats-Puig, A., Ortega, F.J., Mercader, J.M., Moreno-Navarrete, J.M., Moreno, M., Bonet, N., Ricart, W., et al. (2013). Changes in circulating microRNAs are associated with childhood obesity. J. Clin. Endocrinol. Metab., 98 (10), E1655-60. DOI: https://doi.org/10.1210/jc.2013-1496
Doultsinos, D., Avril, T., Lhomond, S., Dejeans, N., Guédat, P., Chevet, E. (2017). Control of the unfolded protein response in health and disease. SLAS Discov., 22, 787-800. DOI: https://doi.org/10.1177/2472555217701685
Obacz, J., Avril, T., Le Reste, P.J., Urra, H., Quillien, V., Hetz, C., & Chevet, E. (2017). Endoplasmic reticulum proteostasis in glioblastoma-From molecular mechanisms to therapeutic perspectives. Sci. Signal., 10 (470), pii: eaal2323.
Cnop, M., Toivonen, S., Igoillo-Esteve, M., & Salpea, P. (2017). Endoplasmic reticulum stress and eIF2α phosphorylation: The Achilles heel of pancreatic β cells. Mol. Metab., 6, 1024-1039. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molmet.2017.06.001
Almanza, A., Carlesso, A., Chintha, C., Creedican, S., Doultsinos, D., Leuzzi, B., Luís, A., et al. (2019). Endoplasmic reticulum stress signalling – from basic mechanisms to clinical applications. FEBS J., 286, 241-278. DOI: https://doi.org/10.1111/febs.14608
Oosting, A., van Vlies, N., Kegler, D., Schipper, L., Abrahamse-Berkeveld, M., Ringler, S., Verkade, H.J. et al. (2014). Effect of dietary lipid structure in early postnatal life on mouse adipose tissue development and function in adulthood. Br. J. Nutr., 111, 215-226. DOI: https://doi.org/10.1017/S0007114513002201
Blüher, M., Klöting, N., Wueest, S., Schoenle, E.J., Schön, M.R., Dietrich, A., Fasshauer, M., et al. (2014). Fas and FasL expression in human adipose tissue is related to obesity, insulin resistance, and type 2 diabetes. J. Clin. Endocrinol. Metab., 99, E36-E44.
Giaccia, A., Siim, B.G., & Johnson, R.S. (2003). HIF-1 as a target for drug development. Nat. Rev. Drug Discov., 2, 803-811. DOI: https://doi.org/10.1038/nrd1199
Ivan, M., Kondo, K., Yang, H., Kim, W., Valiando, J., Ohh, M., Salic, A., Asara, J.M., Lane, W.S., & Kaelin, W.G. Jr. (2001). HIFalpha targeted for VHL-mediated destruction by proline hydroxylation: implications for O2 sensing. Science, 292, 464-468. DOI: https://doi.org/10.1126/science.1059817
Auf, G., Jabouille, A., Delugin, M., Guerit, S., Pineau, R., North, S., Platonova, N. et al. (2013). High epiregulin expression in human U87 glioma cells relies on IRE1alpha and promotes autocrine growth through EGF receptor. BMC Cancer, 13, 597. DOI: https://doi.org/10.1186/1471-2407-13-597
Drummond, G.S., Baum, J., Greenberg, M., Lewis, D., & Abraham, N.G. (2019). HO-1 overexpression and underexpression: Clinical implications. Arch. Biochem. Biophys., 673, 108073. DOI: https://doi.org/10.1016/j.abb.2019.108073
Hotamisligil, G.S. (2008). Inflammation and endoplasmic reticulum stress in obesity and diabetes. Int. J. Obes. (Lond). 32 (7), S52-S54. DOI: https://doi.org/10.1038/ijo.2008.238
Cockman, M.E., Masson, N., Mole, D.R., Jaakkola, P., Chang, G.W., Clifford, S.C., Maher, E.R., et al. (2000). Hypoxia inducible factor-alpha binding and ubiquitylation by the von Hippel-Lindau tumor suppressor protein. J. Biol. Chem., 275, 25733-25741. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M002740200
Minchenko, A.G., Leshchinsky, I., Opentanova, I., Sang, N., Srinivas, V., Armstead, V.E., Caro, J. (2002). Hypoxia-inducible factor-1-mediated expression of the 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3 (PFKFB3) gene. Its possible role in the Warburg effect. J. Biol. Chem., 277, 6183-6187. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.M110978200
Minchenko, A., Bauer, T., Salceda, S., Caro, J. (1994). Hypoxic stimulation of vascular endothelial growth factor expression in vitro and in vivo. Laboratory Invest., 71, 374-379.
Minchenko, D.O., Danilovskyi, S.V., Kryvdiuk, I.V., Bakalets, T.V., Lypova, N.M., Karbovskyi, L.L., Minchenko, O.H. (2014). Inhibition of ERN1 modifies the hypoxic regulation of the expression of TP53-related genes in U87 glioma cells. Endoplasm. Reticul. Stress Dis., 1, 18-26. DOI: https://doi.org/10.2478/ersc-2014-0001
Logue, S.E., McGrath, E.P., Cleary, P., Greene, S., Mnich, K., Almanza, A., Chevet, E., et al. (2018). Inhibition of IRE1 RNase activity modulates the tumor cell secretome and enhances response to chemotherapy. Nat. Commun., 9 (1), 3267. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-05763-8
Minchenko, O.H., Tsymbal, D.O., Moenner, M., Minchenko, D.O., Kovalevska, O.V., & Lypova, N.M. (2015). Inhibition of the endoribonuclease of ERN1 signaling enzyme affects the expression of proliferation-related genes in U87 glioma cells. Endoplasm. Reticul. Stress Dis., 2 (1), 18-29.
Moenner, M., Pluquet, O., Bouchecareilh, M., & Chevet, E. (2007). Integrated endoplasmic reticulum stress responses in cancer. Cancer Res., 67, 10631-10634. DOI: https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-07-1705
Lee, J., & Ozcan, U. (2014). Unfolded protein response signaling and metabolic diseases. J. Biol. Chem., 289, 1203-1211. DOI: https://doi.org/10.1074/jbc.R113.534743
Maurel, M., & Chevet, E. (2013). Endoplasmic reticulum stress signaling: the microRNA connection. Am. J. Physiol. Cell. Physiol., 304, C1117-C1126. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpcell.00061.2013
McMahon, M., Samali, A., & Chevet, E. (2017). Regulation of the unfolded protein response by noncoding RNA. Am. J. Physiol. Cell. Physiol., 313, C243-C254. DOI: https://doi.org/10.1152/ajpcell.00293.2016
Minchenko, D.O. (2015). Dominant-negative constructs of inositol requiring enzyme-1alpha as an effective way to suppression of tumor growth through the inhibition of cell proliferation and angiogenesis and activation of apoptosis. J. Mod. Med. Chem., 3 (1), 35-43. DOI: https://doi.org/10.12970/2308-8044.2015.03.01.5
Minchenko, O.H., Tsymbal, D.O., & Minchenko, D.O. (2015). IRE-1alpha signaling as a key target for suppression of tumor growth. Single Cell Biology, 4(3), 118. DOI: https://doi.org/10.4172/2168-9431.1000118
Chen, Y.C., Colvin, E.S., Maier, B.F., Mirmira, R.G., & Fueger, P.T. (2013). Mitogen-inducible gene 6 triggers apoptosis and exacerbates ER stress-induced β-cell death. Mol.. Endocrinol., 27, 162-171. DOI: https://doi.org/10.1210/me.2012-1174
Minchenko, O.H., Kubaichuk, K.I., Minchenko, D.O., Kovalevska, O.V., Kulinich, A.O., & Lypova, N.M. (2014). Molecular mechanisms of ERN1-mediated angiogenesis. Int. J. Physiol. Pathophysiol., 5 (1), 1-22. DOI: https://doi.org/10.1615/IntJPhysPathophys.v5.i1.10
Bochkov, V.N., Philippova, M., Oskolkova, O., Kadl, A., Furnkranz, A., Karabeg, E., Breuss, J., et al. (2006). Oxidized phospholipids stimulate angiogenesis via induction of VEGF, IL-8, COX-2 and ADAMTS-1 metalloprotease, implicating a novel role for lipid oxidation in progression and destabilization of atherosclerotic lesions. Circ. Res., 99 (8), 900-908. DOI: https://doi.org/10.1161/01.RES.0000245485.04489.ee
Papaioannou, A., Chevet, E. (2018). Driving cancer tumorigenesis and metastasis through UPR signaling. Curr. Top. Microbiol. Immunol., 414, 159-192.
Pluquet, O., Dejeans, N., & Chevet, E. (2014). Watching the clock: endoplasmic reticulum-mediated control of circadian rhythms in cancer. Ann. Med., 46 (4), 233-243. DOI: https://doi.org/10.3109/07853890.2013.874664
Orelle, C., Carlson, E.D., Szal, T., Florin, T., Jewett, M.C., & Mankin, A.S. (2015). Protein synthesis by ribosomes with tethered subunits. Nature, 6, 524, 119-124. DOI: https://doi.org/10.1038/nature14862
Reid, D.W., & Nicchitta, C.V. (2015). Diversity and selectivity in mRNA translation on the endoplasmic reticulum. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 16, 221-231. DOI: https://doi.org/10.1038/nrm3958
Khameneh, B., Iranshahy, M., Soheili, V., & Fazly Bazzaz, B.S. (2019). Review on plant antimicrobials: a mechanistic viewpoint. Antimicrob. Resist. Infect. Control, 8, 118. DOI: https://doi.org/10.1186/s13756-019-0559-6
Scheuner, D., & Kaufman, R.J. (2008). The unfolded protein response: a pathway that links insulin demand with beta-cell failure and diabetes. Endocr. Rev., 29, 317-333. DOI: https://doi.org/10.1210/er.2007-0039
Salvadó, L., Palomer, X., Barroso, E., & Vázquez-Carrera, M. (2015). Targeting endoplasmic reticulum stress in insulin resistance. Trends Endocrinol. Metab., 26, 438-448. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tem.2015.05.007
Maxwell, P.H., Wiesener, M.S., Chang, G.W., Clifford, S.C., Vaux, E.C., Cockman, M.E., Wykoff, C.C., et. al. (1999). The tumour suppressor protein VHL targets hypoxia-inducible factors for oxygen-dependent proteolysis. Nature, 399, 271-275. DOI: https://doi.org/10.1038/20459
Iliopoulos, O., Kibel, A., Gray, S., & Kaelin, W.G. Jr. (1995). Tumour suppression by the human von Hippel-Lindau gene product. Nat. Med., 1, 822-826. DOI: https://doi.org/10.1038/nm0895-822
Ohh, M., Park, C.W., Ivan, M., Hoffman, M.A., Kim, T.Y., Huang, L.E., Pavletich, N., et al. (2000). Ubiquitination of hypoxia-inducible factor requires direct binding to the beta-domain of the von Hippel-Lindau protein. Nat. Cell Biol., 2, 423-427. DOI: https://doi.org/10.1038/35017054
Uechi, T., Tanaka, T., & Kenmochi, N. (2001). A complete map of the human ribosomal protein genes: assignment of 80 genes to the cytogenetic map and implications for human disorders. Genomics, 72, 223-230. DOI: https://doi.org/10.1006/geno.2000.6470
Wang, G.L., & Semenza, G.L. (1993). General involvement of hypoxia-inducible factor 1 in transcriptional response to hypoxia. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 90, 4304-4308. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.90.9.4304
