Учёные раскрыли молекулярный танец репарации ДНК

Учёные из Центра исследований белков Novo Nordisk при Копенгагенском университете и их международные коллабораторы с помощью передовых технологий получили «молекулярные снимки» десятков тысяч процессов, участвующих в репарации повреждений ДНК. Ежедневно этот процесс восстановления сохраняет здоровье клеток и предотвращает развитие рака. Результаты исследования помогут раскрыть, как именно клетки восстанавливают свою повреждённую ДНК, как химиотерапия влияет на клеточные процессы, и будут способствовать открытию новых лекарств с меньшими побочными эффектами.

«Репарация ДНК жизненно важна для поддержания здоровья клеток», — говорит доцент Чунарам Чоудхари.

«Мы знаем, например, что химиотерапия убивает раковые клетки, повреждая их ДНК», — объясняет постдок Петра Бели. «Это происходит потому, что быстрорастущие раковые клетки более чувствительны к повреждению ДНК, чем здоровые. Однако то, как именно химиотерапия работает на клеточном уровне, всё ещё остаётся загадкой».

Ежедневные повреждения ДНК угрожают здоровым клеткам

Всё — от загара до факторов окружающей среды и нормальных метаболических процессов внутри клетки — ежедневно повреждает её ДНК. Это может привести к производству дефектных белков, которые, если их не восстановить, могут стать драйвером развития рака.

Чтобы предотвратить эти разрушительные эффекты, повреждённая ДНК запускает сложную систему сигнализации, которая запускает цепную реакцию в клетке, замедляет процессы, останавливает другие и ждёт, пока легионы молекул не приступят к работе над повреждённой ДНК.

«Идентификация белков, которые имеют решающее значение для восстановления повреждённой ДНК, может помочь найти новые мишени для лекарств», — продолжает Чунарам Чоудхари.

Многое ещё предстоит изучить

Группа доцента Чоудхари и его коллабораторы из Кембриджского университета и Института Макса Планка первыми раскрыли десятки тысяч молекулярных сигнальных событий, участвующих в этом сложном процессе.

«Мы сначала повреждали ДНК клеток с помощью радиации или химических препаратов, а затем использовали метод масс-спектрометрии, который позволяет точно определять идентичность белков и их химические модификации», — говорит Петра Бели. «Это позволило нам отследить тысячи модификаций белков, происходящих в процессе репарации ДНК, проливая новый свет на то, как регулируются сети биохимических сигналов и как работает инфраструктура оповещений».

Данные экспериментов настолько обширны, что для полного понимания значимости и влияния этих вновь идентифицированных сигнальных путей потребуется дальнейшая работа исследователей. Статья «Протеомные исследования выявляют роль фактора процессинга РНК THRAP3 в ответе на повреждение ДНК» опубликована онлайн в журнале Molecular Cell 15 марта.