Как жизнь выживает: исследователи подтвердили базовый механизм репарации ДНК
Ученые из UNC School of Medicine подтвердили и уточнили ключевые молекулярные детали системы репарации ДНК, известной как эксцизионная репарация нуклеотидов. Используя передовую технику секвенирования XR-seq для картирования и анализа повреждений ДНК, они продемонстрировали функции двух важных белков эксцизионного репара в бактериальных клетках: Mfd и UvrD.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Роль Mfd: "отклеиватель"
Белок Mfd играет ключевую роль в транскрипционно-сопряженной репарации в бактериях. Когда молекулярная машина транскрипции "застревает" на громоздком аддукте (повреждении, часто вызванном токсином или УФ-излучением), Mfd появляется, рекрутирует другие репарационные белки, которые вырезают поврежденный участок ДНК, и "отклеивает" транскрипционный комплекс, позволяя ему продолжить работу.
Используя XR-seq для картирования УФ-индуцированных повреждений в клетках E. coli, ученые обнаружили явные свидетельства транскрипционно-сопряженной репарации в нормальных клетках, но не в клетках, лишенных Mfd, подтвердив роль этого белка в процессе.
Роль UvrD: "разматыватель"
Белок UvrD выполняет вспомогательную функцию в эксцизионной репарации E. coli, помогая удалить вырезанный сегмент поврежденной ДНК.
Без UvrD вырезанный фрагмент ДНК остается связанным с хромосомной ДНК, что мешает клеточным ферментам утилизации разрушить его. Одновременно репарационные белки, осуществившие вырезание, остаются "прилипшими" к этому фрагменту и не могут перейти к репарации других повреждений. Задача UvrD — размотать эти поврежденные и отброшенные цепи от хромосомной ДНК, чтобы их можно было быстро утилизировать, а связанные белки репарации могли катализировать новые циклы починки.
С помощью XR-seq команда подтвердила, что без UvrD вырезанные фрагменты ДНК дольше сохраняются в клетках и, удерживая белки эксцизионной репарации, замедляют общую скорость этого процесса.
Значение исследования
"В этой работе мы впервые представили полногеномную карту эксцизионной репарации у бактерии", — отметил ведущий автор исследования Огун Адебали.
Это понимание репарации бактериальной ДНК может быть полезно для разработки новых антибактериальных препаратов. Техника XR-seq открывает новые возможности для картирования и изучения процессов эксцизионной репарации как в бактериальных, так и в человеческих клетках.