Учёные обнаружили два пути ремонта ДНК, повреждения которой ведут к раку
Повреждения ДНК происходят во всех клеточных организмах. В человеческих клетках они могут быть вызваны нормальной метаболической активностью организма, факторами окружающей среды или химиотерапией. Во время критической фазы репликации генетического материала клетки особенно уязвимы для лезий — повреждённых участков молекулы ДНК. Распространённые повреждения, известные как ДНК-белковые сшивки (DPCs), могут блокировать репликацию и приводить к нестабильности генома — причине рака и старения.
Несмотря на серьёзные последствия DPCs для здоровья, об их репарации известно мало. Исследование, проведённое в рамках проекта ЕС DPC_REPAIR, проливает свет на этот процесс. В недавней работе, опубликованной в журнале Molecular Cell, команда описала некоторые пути, по которым клетки восстанавливают повреждения ДНК.
Для экспериментов учёные использовали белковые экстракты из яиц лягушек рода Xenopus. Эти экстракты — хорошая модель для изучения лезий, так как они способны повторять ключевые фазы деградации DPCs во время репликации. С их помощью команда обнаружила два пути ремонта DPCs: фермент SPRTN и протеасому. Также было установлено, как эти процессы репарации запускаются самой репликацией ДНК.
Значение для онкологических исследований
При повреждении ДНК клетка блокирует деление, чтобы минимизировать последствия. Многие виды химиотерапии используют этот принцип для уничтожения раковых клеток. Понимание механизмов репарации — ключ к будущим исследованиям в области рака и химиотерапии.
«Большинство химиотерапевтических агентов целенаправленно индуцируют подобные повреждения», — говорит соавтор исследования Юлиан Дюксен. «Если мы поймём, как повреждения ремонтируются, мы сможем разработать комбинированное лечение: с одной стороны, индуцировать повреждения, а с другой — ингибировать их репарацию в раковых клетках. Это даст нам более эффективный способ их уничтожения», — объясняет Дюксен, доцент Университета Копенгагена.
Дальнейший поиск дополнительных путей репарации критически важен, поскольку раковые клетки часто находят способ восстановиться. «Раковые клетки делятся быстрее нормальных и требуют больше репликации ДНК. Поэтому они очень чувствительны к повреждениям, нарушающим этот процесс. Однако сама репликация ДНК может и запускать репарацию», — отмечает Дюксен. Это часто объясняет, почему изначально эффективная химиотерапия перестаёт работать через несколько месяцев: раковые клетки находят способ удалить или отремонтировать свои повреждения.
В дальнейшем проект DPC_REPAIR сосредоточится на идентификации новых путей репарации таких лезий, уделяя особое внимание повреждениям и восстановлению ДНК в ходе химиотерапии.