Новый механизм защиты от избыточной репликации ДНК предотвращает повреждения и риск рака
Исследователи из Испанского национального онкологического исследовательского центра (CNIO) открыли новый защитный механизм, предотвращающий повторное копирование (ререпликацию) участков ДНК во время деления клетки. Этот процесс контролируется белком RAD51 и служит второй линией защиты от ошибок, которые могут приводить к повреждениям ДНК и повышать риск развития рака. Работа опубликована в The EMBO Journal.
Почему опасна избыточная репликация
При каждом делении клетки её ДНК должна быть скопирована ровно один раз. Если участок ДНК скопирован дважды или более, это приводит к:
- Разрывам в молекуле ДНК.
- Увеличению вероятности сверхэкспрессии генов, связанных с раком (онкогенов), если они находятся в перекопированном регионе.
Как отмечает руководитель группы Хуан Мендес, предотвращение избыточной репликации «предотвращает повреждение ДНК и снижает шансы амплификации онкогенов».
RAD51 как физический барьер
Копирование ДНК начинается одновременно в тысячах точек, называемых оригинами репликации. Ранее был известен первый контрольный механизм, предотвращающий повторную активацию этих точек.
Новое исследование показывает, что если эта первая система даёт сбой и запускается второй раунд копирования, в действие вступает белок RAD51. Учёные CNIO обнаружили, что:
- RAD51 временно связывается с вновь синтезированной ДНК.
- Если репликация ошибочно запускается повторно, присутствие RAD51 на новой ДНК (которая теперь служит матрицей) создаёт физическое препятствие для копирующих машин, не позволяя им продолжать работу.
«Мы наблюдали, что RAD51 действует как второй тормоз для ререпликации ДНК, — говорит первый автор работы Серхио Муньос. — RAD51 предотвращает геномные дупликации, которые могут возникнуть из-за реактивированных оригинов».
Значение для онкологии
В статье авторы указывают, что ререпликация ДНК может «подпитывать канцерогенез, способствуя анеуплоидии [неправильному числу хромосом в клетке] и формированию гетерогенных клеточных популяций, которые усиливают адаптивность опухолевых клеток».
Защитная роль RAD51 может быть особенно важна на стадии предраковых поражений, где риск избыточной репликации повышен. В исследовании также приняли участие учёные из Цюрихского университета.