Новый переключатель решает, восстанавливать геном или убивать клетку

Генетическая информация каждой клетки закодирована в последовательности ДНК. Двухцепочечные разрывы ДНК, которые могут быть вызваны излучением, представляют серьёзную угрозу для клеток. Если их не восстановить правильно, это может привести к раку. Повреждённые клетки должны решить, можно ли починить разрывы или следует запустить программу клеточного самоубийства — апоптоз, чтобы не допустить развития рака.

Бьёрн Шумахер, один из старших авторов, объясняет: «В течение секунд после вредного воздействия запускаются разные механизмы. По-шизофренически, клетка начинает одновременно и ремонт, и подготовку к апоптозу. Мы обнаружили неизвестный механизм, который интегрирует сигналы от идущего процесса репарации и аппарата клеточной смерти. Белок UFD-2 формирует крупные комплексы в местах разрывов и решает, продолжать ли ремонт или пора умирать». В этом процессе UFD-2 является точкой пересечения, которая и получает, и отдаёт сигналы.

Эксперименты проводились на нематоде Caenorhabditis elegans. «Для исследования мы использовали разные штаммы C. elegans, включая дикий тип и генетически модифицированные. Их облучали, чтобы вызвать двухцепочечные разрывы, а затем изучали», — говорит ведущий автор Лина Аккерманн. Шумахер добавляет: «Результаты важны для понимания того, как и почему клетка решает восстанавливаться или умирать. Ремонт всё ещё идёт и успешен или необходим апоптоз? Клетки, лишённые UFD-2, не могут пройти апоптоз. У людей такая ситуация могла бы привести к повышенному риску превращения повреждённой клетки в раковую».

Все белки, участвующие в этом механизме, есть и у людей. Эти открытия могут быть крайне важны для лучшего понимания того, как повреждение ДНК приводит к раку. Повреждение ДНК — также важный драйвер процесса старения. Хотя апоптоз защищает от рака, чрезмерная гибель клеток может привести к дегенерации тканей и старению.

Старший автор Торстен Хоппе первоначально идентифицировал UFD-2 как ключевой регулятор деградации белков. В данном случае UFD-2 формирует регуляторные центры, координирующие репарацию ДНК и клеточную смерть. Хоппе надеется на прогресс в терапии опухолей: «Знания, полученные в этом исследовании, открывают новые перспективы для фармакологической борьбы с раком. Возможно, удастся манипулировать сбалансированным процессом апоптоза и деградации белков, чтобы сделать очистку от опухолевых клеток более эффективной».