Ученые определили белковые профили репарации ДНК

При каждом делении клетки более 3,3 миллиарда пар оснований геномной ДНК должны быть точно скопированы и распределены между дочерними клетками. Но что происходит, когда шаблон ДНК поврежден так, что репликационная машинерия "застревает"? Чтобы ответить на этот вопрос, ученые из команды Маттиаса Манна в Институте биохимии Макса Планка (MPI) в Мартинсриде, совместно с коллегами из Копенгагена и Гарварда, проанализировали, как белковый состав репликационной машинерии ДНК меняется при столкновении с поврежденной ДНК.

Для мониторинга этих изменений они выделяли ДНК в несколько моментов времени в процессе репликации и репарации и количественно определяли связанные с ней белки с помощью масс-спектрометрии и протеомики. В отличие от традиционного подхода, который позволяет количественно оценить лишь несколько выбранных белков, протеомный анализ позволяет одновременно количественно определить тысячи белков из биологического образца. Используя этот беспристрастный подход, они обнаружили, что когда репликационная машинерия сталкивается с повреждениями в ДНК, для помощи в репарации привлекается более 90 белков. Среди них — многие известные факторы репарации ДНК, а также новые белки с ранее неизвестной функцией. Совместно с командой профессора Майланда из Центра исследований белков в Копенгагене (Дания) они сейчас анализируют, способствуют ли и как эти белки процессу ремонта. "Многие из этих привлеченных белков необходимы для точной передачи геномной информации дочерним клеткам", — объясняет Маркус Решле, первый автор исследования. "Поскольку дефекты в путях репарации ДНК часто наблюдаются при генетически наследуемых синдромах рака, таких как семейный рак молочной железы, возможно, что мутации в новых факторах могут способствовать генетической предрасположенности к раку."

Агенты, модифицирующие ДНК, относятся к наиболее часто используемому классу химиотерапевтических препаратов. Они работают особенно хорошо, если атакуемые ими раковые клетки уже имеют дефекты в соответствующих путях репарации ДНК, что часто происходит при раке молочной железы и других опухолях. Адаптация протеомики для клинической диагностики может открыть совершенно новые возможности. "Получение протеомных профилей непосредственно из ткани опухоли может помочь онкологам быстро найти оптимальный класс и дозу препаратов", — говорит Маттиас Манн, директор Института биохимии Макса Планка. "Мы надеемся, что этот подход может привести к более эффективной терапии с меньшими побочными эффектами."