Новый сигнал тревоги о повреждении ДНК

Исследователи из Erasmus MC обнаружили новый механизм, который клетки используют для сигнализации о повреждении ДНК. Ведущий исследователь Вим Вермёлен поясняет: «Мы уже знали, что повреждение ДНК запускает сигнал тревоги в наших клетках. Теперь мы показали, что эта тревога также срабатывает во время транскрипции (экспрессии) повреждённых генов». Результаты опубликованы в ведущем научном журнале Nature.

Побочные продукты клеточного метаболизма, химические вещества и излучение (например, солнечный свет) постоянно повреждают нашу ДНК. Повреждённая ДНК нарушает работу клеток и может вызывать старение. Кроме того, когда ДНК удваивается до того, как ошибка будет исправлена, могут возникать постоянные изменения в генетическом коде (мутации), которые способны привести к раку. К счастью, большинство повреждений быстро устраняются репарационными белками клетки. Также клетка включает сигнал тревоги о повреждении ДНК при обнаружении таких повреждений.

Ответ на повреждение ДНК

Сигнал тревоги запускает множество процессов. Например, он временно останавливает удвоение ДНК и деление клетки, предотвращая передачу ошибок дочерним клеткам. Однако повреждение ДНК влияет не только на её репликацию, но и на транскрипцию генов (процесс копирования ДНК в РНК, необходимый для экспрессии генов). Фермент, осуществляющий транскрипцию, останавливается при встрече с повреждением ДНК, вызванным УФ-излучением. Доктор Мария Трезини: «До сих пор было неизвестно, вызывают ли эти проблемы с транскрипцией также и ответ на повреждение ДНК. Мы обнаружили, что это действительно так».

Белок ATM

Ключевым игроком в новом механизме является белок под названием «ATM». Давно известно, что ATM играет центральную роль в передаче сигнала о повреждении ДНК при образовании двунитевых разрывов. «Но теперь мы выяснили, что сигнал тревоги ATM также запускается остановкой транскрипции, вызванной УФ-излучением. Затем ATM влияет на альтернативный сплайсинг транскриптов генов. Это приводит к образованию новых вариантов белков, которые могут противодействовать негативным эффектам повреждений ДНК», — говорит доктор Юрген Мартейн.

Решение головоломки

Профессор Вермёлен заключает: «Это важный шаг к решению сложной головоломки о том, как клетки реагируют на повреждение ДНК, чтобы защитить нас от старения и рака. Наше исследование открывает возможности для возможного вмешательства в эти важные медицинские проблемы в будущем».