Учёные открыли ключевой механизм репликации ДНК
Исследователи из Университета Осаки (Япония) обнаружили ключевой контрольный механизм репликации ДНК. Это открытие может помочь лучше понять, как клетки сохраняют генетическую информацию для предотвращения болезней или рака.
Результаты работы были опубликованы в июле в журнале The EMBO Journal.
Репликация ДНК начинается из множества точек, называемых оригинами репликации. Для точного копирования генетических чертежей клетки репликация начинается в строго определённое время и в разных местах. Генетический материал организован в хромосомы, концы которых — теломеры — обеспечивают правильный порядок и время копирования последовательностей ДНК.
Механизм, лежащий в основе этого пространственно-временного контроля, был неизвестен. Учёные предположили, что ответ можно найти, внимательнее изучив теломеры.
Исследователи выяснили, что теломеры работают не сами по себе. К ним связываются белки, несущие информацию о времени и других задачах. Особую важность имеет белок Taz1: он связывается с теломерами, а небольшое его количество — с внутренними областями хромосом.
Наблюдая за живыми клетками с помощью флуоресцентных белков разного цвета, учёные увидели, как внутренние области хромосом ассоциируются с теломерами во время репликации. Taz1 вместе с партнёрами притягивает внутренние области к теломерам, подобно скрепке, предотвращающей свободное движение листов бумаги.
Этот процесс автор исследования, профессор Хисао Масуката, называет «привязкой» (tethering). Он связывает программу времени репликации внутренних областей с программой более поздней репликации теломер. Однако оригины репликации привязываются к теломерам только на начальных фазах клеточного цикла. Как именно клеточный цикл регулирует эту привязку, остаётся неясным.
Лучшее понимание этого сложного процесса копирования клеток, включая то, когда и как копируется конкретная генетическая информация, может помочь в будущих исследованиях механизмов поддержания генетической целостности для предотвращения болезней.
«Наша конечная цель — понять принцип и значение организации репликации ДНК. Наши результаты подчеркнули важность теломер для структуры и функции целых хромосомных областей. Поскольку теломеры необходимы и высококонсервативны у большинства организмов, они могут играть множество важных ролей на различных уровнях архитектуры и функции хромосом», — отметил Хисао Масуката.