(PhysOrg.com) – В среднем наши клетки сталкиваются с очень смертельной формой повреждения ДНК 10 раз в день. К счастью для нас, у нас есть возможность отремонтировать каждый из них. Новое исследование теперь показывает, как именно в этом процессе участвуют два хорошо известных белка, и это открытие помогает не только пролить свет на рак, но и на то, как наши клетки поддерживают целостность нашего генома.
Каждый день крошечные сегменты нашей ДНК раскалываются, фрагментируются или слипаются, тогда как их действительно нужно разобрать. Но то, что нашему геному неизбежно не хватает стабильности, компенсируется фалангой охранников, которые отслеживают и устраняют повреждения.
В новом исследовании, которое будет опубликовано в онлайн-выпуске журнала Science на этой неделе, исследователи из Рокфеллеровского университета и Гарвардской медицинской школы определили роль, которую два хорошо известных белка играют в восстановлении одного из самых смертоносных типов повреждений ДНК. Повреждение, известное как межцепочечные сшивки, происходит, когда две цепи двойной спирали связаны вместе, блокируя репликацию и транскрипцию.
«Наши клетки сталкиваются в среднем с 10 межцепочечными перекрестными связями в день», – говорит Агата Смогоржевска, руководитель лаборатории поддержки генома в Университете Рокфеллера. «Мы подозревали, что эти два белка напрямую участвуют в процессе восстановления. До сих пор мы знали, что они локализуются в местах повреждения, но понятия не имели, что они там делали. Эта работа разрушает этот барьер.«
Два белка, называемые FANCI и FANCD2, являются частью пути анемии Фанкони, который восстанавливает межцепочечные перекрестные связи. Если какой-либо из 13 белков в этом пути поврежден, результатом является анемия Фанкони, заболевание крови, которое приводит, помимо других видов рака, к недостаточности костного мозга и лейкемии, а также ко многим физиологическим дефектам.
В 2007 году, когда Смогоржевская открыла FANCI, было показано, что белок образует комплекс с FANCD2, который затем химически изменяется посредством процесса, называемого убиквитилированием. Затем химически измененный комплекс привлекается к месту сшивки, где он объединяет силы с другими молекулами репарации. Помимо этих деталей, исследователи знали, что восстановление включает в себя вырезание и замену поврежденной ДНК, но не знали, играют ли FANCI и FANCD2 роль в этой молекулярной адаптации.
Используя специализированную клеточную систему экстрактов лягушачьих яиц, исследователи обнаружили, что эти два белка необходимы на этапах удаления и вставки, что дает убедительные доказательства того, что анемия Фанкони является истинным нарушением репарации ДНК, объясняет Смогоржевска. Это открытие также объясняет, почему клетки, взятые у пациентов с анемией Фанкони, умирают при воздействии агентов, индуцирующих межцепочечные сшивки, таких как химиотерапевтические препараты.
«Прелесть этой работы в том, что теперь у нас есть система, которая позволяет нам исследовать поведение других ключевых белков при анемии Фанкони и сформировать картину того, как все они работают вместе», – говорит Смогоржевска. «Это не только поможет пролить свет на то, как бороться с раком, но и как сохранить стабильность нашего генома.”
Дополнительная информация: Наука онлайн: 12 ноября 2009 г., Путь к анемии Fanconi способствует восстановлению межцепочечных перекрестных связей ДНК, зависящему от репликации, Пак Книпшер, Маркус Рэшле, Агата Смогоржевска, Милица Эною, Винь Хо, Орландо Д. Шерер, Стивен Дж. Элледж и Йоханнес С. Уолтер
Предоставлено Рокфеллеровским университетом (новости: в сети)