Исследование ДНК-топоизомеразы VI открывает возможности для разработки лекарств и защиты растений

Исследование функции ДНК-топоизомеразы VI (Topo VI) может стать основой для разработки лекарств и защиты сельскохозяйственных культур.

Учёные из группы профессора Тони Максвелла использовали вычислительные методы, чтобы отследить и проанализировать роль этого ключевого фермента, который помогает регулировать ДНК у различных организмов.

Анализ привёл к серии выводов, улучшающих наши знания о топоизомеразах. В исследовании, опубликованном в NAR Genomics and Bioinformatics, учёные показывают, что:

• Topo VI, неожиданно, встречается у некоторых видов бактерий.
• Topo VI почти наверняка отсутствует у плазмодиев — группы паразитов, включающей возбудителя малярии.
• Благодаря анализу генетических последовательностей, разработанному первым автором Адамом Алленом, теперь можно отличить Topo VI от другого фермента Spo11, который есть у человека. Ранее отсутствие такого понимания затрудняло для исследователей различение этих ферментов, что мешало использовать Topo VI в качестве мишени для лекарств.

Кроме того, исследование прояснило некоторые детали роли Topo VI в эндоредупликации растений — процессе, позволяющем растительным клеткам достигать чрезвычайно больших размеров. Будущие научные вопросы о том, как это происходит, могут привести к разработке гербицидов, нацеленных на Topo VI.

Профессор Максвелл отмечает, что исследование ставит ряд интересных научных вопросов, ответы на которые могут найти применение в борьбе с болезнями человека и растений.

Профессор Максвелл поясняет: «Удивительно обнаружить Topo VI у бактерий — возникает вопрос, зачем он им, когда у них уже есть гираза, Topo IV и Topo I. Понимание этого будет важным, если мы захотим использовать Topo VI в качестве мишени для антибиотиков у тех бактерий, которые имеют этот фермент».

ДНК-топоизомеразы — это класс ферментов, играющих фундаментальную роль в регулировании топологии ДНК, и поэтому они являются важными мишенями для противомикробных и химиотерапевтических препаратов.

До недавнего времени считалось, что Topo VI встречается только у архей — домена одноклеточных организмов. Теперь известно, что он существует у растений и некоторых других организмов. Данное исследование, по-видимому, показывает, что его нет у плазмодиев, а о его существовании у бактерий ранее не было известно.

Аспирант Адам Аллен был первым автором этого исследования и использовал вычислительные методы для отслеживания и анализа роли Topo VI.