Учёные определили ключевой этап в репарации ДНК и клеточном старении

Исследование учёных из Гарвардской медицинской школы раскрыло критический шаг в цепи молекулярных событий, позволяющей клеткам восстанавливать повреждённую ДНК. Результаты, которые будут опубликованы 24 марта в журнале Science, указывают на ранее неизвестную роль сигнальной молекулы NAD как ключевого регулятора взаимодействий между белками при репарации ДНК.

Эксперименты на мышах показали, что лечение предшественником NAD — NMN — смягчает возрастное повреждение ДНК и защищает от повреждений, вызванных радиационным облучением.

Ключевой механизм

Исследователи изучили взаимодействие трёх белков:

• PARP1 — белок, контролирующий репарацию ДНК.
• DBC1 — один из самых распространённых белков у человека.
• SIRT1 — белок, замедляющий старение.

Было обнаружено, что DBC1 и PARP1 мощно связываются друг с другом, что мешает PARP1 восстанавливать ДНК. Однако, когда уровни NAD высоки, эта связь нарушается. Молекулы NAD предотвращают связывание DBC1 с PARP1, позволяя идти репарации. С возрастом уровень NAD снижается, вредное взаимодействие DBC1 и PARP1 усиливается, и повреждения ДНК накапливаются.

Молекулярный "карман"

Учёные выяснили, что NAD блокирует связывание, взаимодействуя с конкретным участком DBC1, известным как NHD. Этот "карман" встречается примерно в 80 000 белков у разных видов, что предполагает универсальную роль NAD в предотвращении вредных белковых взаимодействий.

Эксперименты на мышах

• У старых мышей был ниже уровень NAD в печени, меньше активного PARP1 и больше связок PARP1-DBC1.
• После недели приёма NMN с водой у старых мышей уровень NAD в печени вырос до уровня молодых особей. Активность PARP1 увеличилась, связывание с DBC1 уменьшилось, а маркеры повреждения ДНК снизились.
• Предварительная обработка NMN защищала мышей от повреждения ДНК, вызванного радиацией, и предотвращала характерные изменения в анализе крови. Защитный эффект наблюдался даже при введении NMN после облучения.

Терапевтический потенциал

Результаты указывают на путь к терапии для предотвращения и обращения вспять возрастного и радиационно-индуцированного повреждения ДНК. Клинические испытания NMN на людях, как сообщают исследователи, должны начаться в течение шести месяцев.