Исследователи раскрывают неожиданную универсальность древнего фактора репарации ДНК

Хромосомная ДНК повреждается с огромной частотой — до 10 000 раз в день на клетку. Катастрофы не происходит благодаря белкам, занимающимся репарацией. Новое исследование лаборатории Анжаны Рао из Института иммунологии Ла-Хойи показывает ранее неизвестную функцию высококонсервативного белка HMCES.

В исследовании, опубликованном в Molecular Cell, сообщается, что мышиные лимфоциты, лишенные HMCES, не могут правильно рекомбинировать свою ДНК для производства новых классов антител — иммуноглобулинов G или A (IgG или IgA).

Это означает, что HMCES, о котором ранее было известно, что он репарирует одноцепочечные разрывы (nicks), также участвует в альтернативном соединении концов (alternative end joining). Это вторичный путь, используемый клетками млекопитающих для воссоединения тяжелых двуцепочечных разрывов ДНК.

Роль в иммунной системе

При активации B-лимфоциты вырезают сегмент ДНК, кодирующий антитела IgM, и заново соединяют цепь, чтобы производить другие, более эффективные классы антител — процесс, называемый рекомбинацией переключения класса (CSR). Исследование показало, что HMCES не только распознает эти двуцепочечные разрывы, но и помогает их "запечатать". B-клетки мышей с дефицитом HMCES были менее эффективны в производстве IgG-антител.

Эволюционная универсальность

HMCES демонстрирует способность выполнять различные задачи в ответ на повреждение ДНК:

• Участие в альтернативном соединении концов в B-клетках (данное исследование).
• Защита поврежденной одноцепочечной ДНК от дальнейшей деградации (другие работы).
• Его структура, определенная в сотрудничестве с учеными из Университета Торонто, показывает, как он связывается с различными типами "сломанных" цепей ДНК.

Древнее происхождение

HMCES — единственный человеческий белок, содержащий домен, консервативный в бактериальном белке YedK, который участвует в репарации ДНК E. coli. Это указывает на древнее эволюционное происхождение. Клетки млекопитающих, по-видимому, адаптировали бактериальные стратегии репарации для физиологических механизмов, таких как CSR.

Как отмечает соавтор Л. Аравинд из NCBI/NLM: "HMCES добавляется в этот репертуар и показывает, что клетки млекопитающих рекрутировали стратегии репарации из бактерий для опосредования соединения ДНК в физиологическом механизме репарации двуцепочечных разрывов".