Точность транскрипции ДНК важнее её репарации
Новое исследование меняет представление о приоритетах клетки. Оказалось, что для клеток точность транскрипции ДНК в РНК важнее, чем репарация (починка) разрывов самой ДНК. Учёные обнаружили, что в модельном организме E. coli высокая точность транскрипции достигается ценой снижения эффективности ремонта ДНК. Результаты опубликованы в журнале Nature.
«Если бы вы спросили группу учёных, что для клетки важнее — целостность её ДНК или точность транскрипции, подавляющее большинство согласилось бы, что репарация ДНК важнее. В этом исследовании мы показываем обратное», — говорит ведущий автор работы доктор Кристоф Херман.
Разрывы ДНК опасны, так как могут привести к нестабильности генома или гибели клетки. Ошибки транскрипции считались менее критичными, так как молекулы РНК временны. Поэтому традиционно считалось, что репарация ДНК имеет приоритет.
Неожиданный механизм
Исследователи изучили последствия удаления фактора транскрипционной точности GreA у бактерии E. coli.
«После удаления GreA бактерии стали в сотни раз эффективнее восстанавливать повреждения ДНК, вызванные препаратами, имитирующими радиацию», — отмечает первый автор работы доктор Прия Сиварамакришнан.
Чтобы понять механизм, учёные разработали новый метод полногеномного секвенирования — eXOnucleases sequencing (XO-seq). Он позволил визуализировать этапы репарации ДНК в живых клетках. Анализ показал, что отсутствие GreA ускоряет репарацию.
Это открытие меняет парадигму: поддержание высокой точности транскрипции происходит за счёт снижения способности клетки чинить ДНК.
«Чтобы иметь процесс, который помогает транскрибировать ДНК в высококачественную РНК для производства качественных белков, бактерии платят стократным снижением эффективности репарации ДНК», — комментирует соавтор работы доктор Сьюзан Розенберг.
Учёные предполагают, что этот механизм, открытый у E. coli, может быть универсальным и присутствовать в других клетках, включая человеческие. Это открытие имеет значение для исследований в области рака и эволюции.