Молекулярные двигатели в новой модели репарации ДНК

Новое исследование раскрывает, как фермент РНК-полимераза, сканируя геном, находит повреждения ДНК, и как фермент UvrD-хеликаза, подобно локомотиву, оттаскивает её, чтобы открыть повреждённый участок для ремонтных белков.

Исследование, проведённое учёными NYU School of Medicine под руководством Евгения Нудлера, опубликовано 8 января в журнале Nature.

Механизм репарации:

• РНК-полимераза, двигаясь по ДНК для синтеза РНК, может застрять на месте повреждения, блокируя доступ ремонтным ферментам.
• Фермент UvrD-хелиаза действует как молекулярный двигатель, оттягивая РНК-полимеразу назад, обнажая повреждение.
• В этом процессе UvrD, вероятно, полагается на второй фактор — NusA.
• После этого к открытому участку привлекаются другие белки для починки ДНК.

Значение открытия:

• Механизм широко распространён — от бактерий (E. coli) до человека. Более эффективный ремонт ДНК означает меньше мутаций, замедление старения и снижение риска рака.
• Дефекты в человеческом аналоге UvrD — белке XPB — связаны с тяжёлыми заболеваниями: пигментной ксеродермой, синдромом Коккейна и трихотиодистрофией.
• Результаты дают возможное объяснение феномену первазивной транскрипции, при которой РНК-полимераза транскрибирует большую часть генома. Это может быть не «тратой ресурсов», а механизмом постоянного патрулирования ДНК на предмет повреждений.

Методология:

В работе использован комплекс биохимических и генетических экспериментов, а также новый мощный метод картирования белок-белковых взаимодействий с высоким разрешением — химическое сшивание с масс-спектрометрией (XLMS).