Молекулярный сенсор разведывает повреждения ДНК и контролирует их ремонт
Каждая клетка вашего тела постоянно страдает от повреждений ДНК. Учёные из Университета Питтсбурга выяснили, как один из белков держит этот процесс под контролем.
Согласно исследованию, опубликованному в Nature Structural and Molecular Biology, белок UV-DDB (связывающий ультрафиолет-повреждённую ДНК) важен не только для защиты от солнца. Новые данные указывают, что UV-DDB действует как разведчик общего повреждения ДНК и надзиратель за молекулярным ремонтным комплексом.
"Если вы собираетесь заделать выбоину, сначала её нужно найти. Именно это и делает UV-DDB. Он идентифицирует повреждение ДНК, чтобы затем другая команда могла прийти и залатать его", — пояснил старший автор исследования Беннетт Ван Хаутен.
Поиск повреждений среди 3 миллиардов пар оснований, упакованных в ядро размером в несколько микрон, — сложная задача. UV-DDB использует комбинированную стратегию поиска: он может быстро "пролетать" над ДНК, а затем "приземляться" и тщательно "прочесывать" участки.
"UV-DDB похож на вертолёт, который может приземлиться, а затем проехать пару кварталов. У него также есть способность находить повреждения, скрытые в хромосомах", — добавил Ван Хаутен.
Когда UV-DDB находит повреждение, он действует как прораб, помогая ремонтным ферментам получить доступ, исправить дефектные основания и быстро отсоединиться.
Впервые команда Ван Хаутена в реальном времени визуализировала этот молекулярный "танец" на отдельной молекуле ДНК, натянутой, как "канат", между двумя силикатными шариками.
Эксперименты на живых клетках подтвердили роль UV-DDB. При нанесении окислительного повреждения защитным концевым участкам хромосом (теломерам) UV-DDB быстро прибывал на место. Без этого белка клетки становились более чувствительными к окислительному стрессу.
Эти результаты объясняют, почему дети, рождённые без функционального UV-DDB (редкое заболевание пигментная ксеродерма), практически гарантированно заболевают раком кожи от солнечного воздействия. С другой стороны, у онкологических пациентов с более высоким уровнем UV-DDB лучше ответ на терапию.
"Ясно, что этот белок задействован в решении фундаментальной проблемы. Мы не смогли бы эволюционировать из "слизи", не имея эффективного ремонта ДНК", — заключил Ван Хаутен.