Учёные открыли первую «ДНК-скорую помощь»
Исследователи из Университета Торонто обнаружили, как сильно повреждённая ДНК транспортируется внутри клетки и как она восстанавливается.
Это открытие может раскрыть секреты механизмов развития рака — заболевания, которое разовьётся у двух из пяти канадцев в течение жизни.
«Учёные знали, что сильно повреждённая ДНК доставляется в специализированные "больницы" внутри клетки для ремонта, но большой загадкой оставалось, как она туда попадает», — сказал Карим Мехайл, профессор кафедры лабораторной медицины и патобиологии. — «Теперь мы обнаружили "скорую помощь" для ДНК и путь, по которому она движется».
Мехайл открыл эту «ДНК-скорую помощь», представляющую собой моторный белковый комплекс, используя дрожжевые клетки. Его исследование недавно опубликовано в Nature Communications.
Команда Мехайла также выяснила, что «ДНК-больница», также известная как ядерная пора, восстанавливает повреждённую ДНК неточно.
Этот неточный ремонт важен, поскольку ДНК содержит инструкции для всей нашей генетической информации. Хотя восстановленная ДНК всё ещё может реплицироваться, она несёт нерегулярные клеточные инструкции — сценарий, который может вызвать рак.
«Этот процесс позволяет клеткам выжить после повреждения, но дорогой ценой, — сказал Мехайл. — Клетка получает скомпрометированный геном, но он стабилен и может реплицироваться, и это обычно рецепт катастрофы».
Соавтор Даниэль Дюроше, старший научный сотрудник Исследовательского института Люненфельда-Таненбаума, помог команде отследить повреждённую ДНК в живых клетках с помощью передовой микроскопии. Трекинг показал, что эта «ДНК-скорая помощь» необходима для эффективного изменения местоположения повреждённой ДНК внутри ядра.
«Рак часто возникает, когда наши хромосомы ломаются и неправильно восстанавливаются, — сказал Дюроше. — Эта работа учит нас, что местоположение разрыва внутри клеточного ядра сильно влияет на эффективность ремонта».
Последствия этого исследования могут распространяться на множество ситуаций, связанных с развитием и болезнями.
«Изучаемые нами процессы фундаментальны для базового выживания клетки, — сказал аспирант и первый автор Даниэль Чунг. — Почти каждый аспект заболевания может быть связан с проблемами ДНК».
Сейчас команда Мехайла ищет другие «ДНК-скорые помощи» и пути их движения, параллельно проводя исследование, чтобы выяснить, какую роль они могут играть в возникновении рака. «Мы ожидаем, что это может позволить нам определить мишени для нового класса противораковых препаратов».
«Учёные давно искали эту "ДНК-скорую помощь", и теперь мы подозреваем, что их может быть больше одной, — сказал Мехайл. — Это захватывающе, потому что это целая новая область исследований».