Ремонт ДНК через кооперацию белков: взгляд внутрь клеточного ремонтного хаба

Новое исследование группы Кинда из Института Хубрехта проливает свет на то, как клетки ремонтируют поврежденную ДНК. Впервые команда картировала активность ремонтных белков в отдельных человеческих клетках.

Исследование показывает, как эти белки сотрудничают в так называемых «хабах» для починки повреждений ДНК. Эти знания открывают возможности для улучшения терапии рака и других методов лечения, где репарация ДНК имеет ключевое значение. Результаты опубликованы в Nature Communications 21 ноября.

ДНК может повреждаться как нормальными клеточными процессами, так и внешними факторами, такими как УФ-излучение и химические вещества. Повреждения могут привести к разрывам цепи ДНК. Если они не отремонтированы правильно, возникают мутации, способные вызвать такие заболевания, как рак. Клетки используют специализированные белки для обнаружения и связывания с поврежденными участками.

В организме есть различные механизмы репарации ДНК, но процесс может отличаться от клетки к клетке. Поэтому важно изучать его на уровне отдельных клеток.

«Поиск разрывов в ДНК — огромная задача, — объясняет первый автор Ким де Лука. — Мы не знаем точно, где происходит повреждение или почему некоторые области сложнее восстановить. Наш подход позволил ответить на эти вопросы».

Используя передовые методы, исследователи картировали места связывания ремонтных белков с ДНК. «Предыдущие исследования давали усредненную картину по множеству клеток. Изучая отдельные клетки, мы обнаружили уникальные и иногда редкие способы репарации повреждений ДНК».

Результаты также показали, что ДНК может ремонтироваться благодаря кооперации ремонтных белков. Эти белки организуются в «хабы», где собираются несколько поврежденных участков ДНК. Эти хабы похожи на «ремонтные кафе», где люди собираются, чтобы починить сломанные вещи.

«Такое централизованное место делает процесс более эффективным, — говорит де Лука. — В хабе может быть задействовано до шести различных разрывов, которые ремонтируются скоординированно».

Эти результаты могут способствовать разработке более эффективных методов лечения заболеваний, связанных с повреждением ДНК, таких как рак и генетические нарушения. Понимание того, как клетки чинят разрывы ДНК, позволяет нацеливаться на конкретные механизмы репарации.

«С точным знанием о ремонте ДНК мы можем разрабатывать новые методы лечения, которые будут одновременно более эффективными и менее вредными», — заключает де Лука.