Исследователи используют ритм репликации ДНК для уничтожения раковых клеток

Исследователи из Университета Копенгагена впервые показали, как человеческие клетки регулируют поставку строительных блоков ДНК — нуклеотидов — чтобы она соответствовала темпу репликации. Производство нуклеотидов ферментом RNR и синтез ДНК следуют одному периодическому ритму.

Когда производство RNR сбивается с ритма, клетка реагирует даже на небольшие изменения в потоке нуклеотидов. Химический сигнал в виде активных форм кислорода (ROS) распространяет сообщение о необходимости замедлить репликацию ДНК.

Этот сигнал улавливается белком PRDX2, который присутствует во всех активных сайтах репликации генома. В ответ PRDX2 высвобождает от ДНК "ускоритель" — белок TIMELESS. Это высвобождение замедляет темп копирования ДНК, позволяя производству нуклеотидов "догнать" синтез и вернуться к общему ритму. Такой механизм предотвращает критическое истощение запасов нуклеотидов и ошибки при копировании генома.

Уязвимость раковых клеток

Исследователи показали, что могут деактивировать химический сигнал ROS, который предупреждает клетки о проблемах с производством нуклеотидов. Без этой сигнализации клетки не могут замедлить репликацию.

Это открытие особенно важно для онкологии. Раковые клетки обычно копируют свою ДНК медленно из-за аномального генома и множества препятствий на матрице ДНК. Если лишить их способности замедляться, они не справляются с высокоскоростной репликацией на повреждённых шаблонах и погибают.

«Когда мы удаляем их способность копировать свои геномы медленно, раковые клетки умирают, потому что не могут справиться со слишком большим количеством помех на своих матрицах ДНК», — говорит первый автор исследования Кумар Сомяджит.

Исследование опубликовано в журнале Science.