Обнаружено семейство белков, отвечающих на сигнал повреждения ДНК
Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге идентифицировали целое семейство белков, способных напрямую реагировать на молекулярный «сигнал тревоги», который клетка генерирует при повреждении ДНК. Исследование опубликовано в Nature Structural and Molecular Biology.
Как работает сигнализация
Геном постоянно подвергается атакам, например, УФ-излучения или токсинов, что может приводить к разрывам цепи ДНК. Известно, что при повреждении ДНК фермент PARP1 активируется и производит молекулярный сигнал PAR, который служит «тревогой», призывающей системы репарации.
Ключевое открытие: семейство белков с макродоменом
Исследователи обнаружили, что сигнал PAR напрямую связывается с белками, содержащими специальный регион — макродомен. Используя лазер для моделирования повреждения ДНК, ученые наблюдали, как флуоресцентно меченые белки с макродоменом быстро перемещаются к месту повреждения.
Рентгеноструктурный анализ показал, что макродомен формирует «карман», идеально подходящий для молекулы PAR.
Неожиданная роль гистона
Среди белков этого семейства был обнаружен гистон macroH2A1.1. Это стало неожиданностью, так как гистоны обычно отвечают за упаковку ДНК в хроматин и не имеют макродоменов.
Важность для онкологии
Обнаружение оказалось особенно значимым, поскольку в раковых клетках белок macroH2A1.1 отсутствует. Отсутствие этого «первооткликающегося» белка может способствовать развитию болезни.
Механизм действия
Поскольку macroH2A1.1 встроен в структуру хроматина, связываясь с сигналом PAR в месте повреждения, он «стягивает» за собой сложноорганизованный хроматин. В результате окружающая поврежденный участок ДНК область хроматина уплотняется.
Ученые предполагают, что временное уплотнение ДНК может удерживать концы разорванной молекулы ближе друг к другу, что повышает шансы на успешный ремонт.
«Эти открытия открывают совершенно новые перспективы в пятидесятилетней области исследований», — говорит руководитель работы Андреас Ладурнер.