ДНК-репарирующие ферменты мигрируют в ответ на стресс
Некоторые ферменты репарации ДНК могут перемещаться в ту часть клетки, где требуется их помощь, подобно врачам, выезжающим на дом. Это обнаружила совместная группа учёных Медицинской школы Университета Эмори.
Сигналом для такой миграции служит окислительный стресс — дисбаланс клеточного метаболизма, связанный с несколькими человеческими заболеваниями.
Исследование объединило опыт трёх лабораторий Эмори и позволило достичь нового уровня понимания клеточного ответа на генетические повреждения. Результаты могут привести к новым мишеням для противораковых препаратов, нарушающих репарацию ДНК, отмечает профессор Пол Доч (Paul Doetsch, PhD).
Результаты опубликованы в выпуске журнала Molecular and Cellular Biology от 1 февраля. Редакторы журнала поместили на обложку изображение дрожжевых клеток с флуоресцентными ферментами репарации ДНК.
«Повреждение ДНК и окислительный стресс очень тесно связаны. Например, основной механизм повреждения ДНК радиацией — это окислительный стресс. Чем больше мы знаем о том, как клетки реагируют на окислительный стресс, тем больше возможностей повлиять на эти реакции в диагностических или терапевтических целях», — говорит Пол Доч.
ДНК внутри клеток постоянно подвергается атакам со стороны тепла, радиации и кислорода. Клетки обладают обширным набором репарирующих ферментов, которые «прочёсывают» ДНК, вырезая и заново копируя повреждённые участки. Ситуацию осложняет то, что митохондрии (клеточные «электростанции») имеют собственную ДНК.
В работе с Полом Дочем аспиранты Лира Гриффитс (Lyra Griffiths) и Дэн Свартцлендер (Dan Swartzlander), а также биохимики Анита Корбетт (Anita Corbett) и Кит Уилкинсон (Keith Wilkinson) генетически модифицировали штаммы дрожжей так, чтобы два разных фермента репарации ДНК стали флуоресцентными. Учёные могли отслеживать перемещение ферментов по клетке, когда дрожжи подвергались воздействию перекиси водорода (вызывающей окислительный стресс) или других химических агентов, повреждающих ДНК.
Авторы обнаружили, что один из изученных ферментов репарации, Ntg1, перемещается в ядро или митохондрии в зависимости от того, где сконцентрировано повреждение ДНК. В то же время родственный фермент Ntg2 остаётся в ядре при любых условиях.
Клетки направляют перемещение Ntg1, временно присоединяя к нему небольшой белок под названием SUMO, который и отвечает за «транспортировку». SUMO обнаружен у грибов, растений и животных и уже изучается несколькими исследовательскими группами как потенциальная мишень для противораковых препаратов.
Источник: Emory University