Учёные обнаружили клеточный механизм, задерживающий и восстанавливающий повреждения ДНК, ведущие к раку
Исследователи из Копенгагенского университета обнаружили специфический механизм, защищающий клетки от естественных ошибок ДНК, которые могут навсегда повредить генетический код и привести к таким заболеваниям, как рак. Исследование опубликовано в одном из самых влиятельных научных журналов, Nature Cell Biology.
Этот механизм даёт человеческим клеткам шанс остановить накопление мутаций. Открытие может оказаться очень полезным для разработки новых методов лечения заболеваний, вызванных изменениями в ДНК человека.
Защита от внутреннего врага
Рак обычно развивается из клеток с повреждённой ДНК. Однако более проблематичной причиной повреждений являются нормальные клеточные процессы, такие как репликация ДНК, которые неизбежны при каждом делении клетки. Каждый день в организме взрослого человека продолжает делиться четверть триллиона клеток. Самые опасные повреждения — те, которые могут передаваться от материнских клеток новорождённым дочерним. Это наследственное повреждение ДНК — истинный «враг внутри».
Наследственное повреждение ДНК как источник рака
Новое открытие является результатом многолетней работы и основано на находке, сделанной той же группой восемь лет назад. В 2011 году группа Йиржи Лукаша обнаружила, что унаследованное повреждение ДНК защищено в специализированных органеллах, называемых 53BP1 nuclear bodies.
В новом исследовании учёные смогли пометить эти ядерные тельца в живых человеческих клетках флуоресцентными красителями и проследить за ними под микроскопом на протяжении нескольких поколений. Это позволило впервые наблюдать судьбу унаследованного повреждения ДНК.
Исследователи обнаружили, что дочерние клетки хорошо подготовлены к вызовам жизни и мобилизуют 53BP1 nuclear bodies, чтобы «сопровождать» унаследованные повреждения ДНК до очень поздней стадии их цикла деления, когда они становятся способными на последнюю попытку восстановления.
Ключевым молекулярным компонентом этого «набора для ремонта» является фермент RAD52, который в результате этого исследования теперь квалифицируется как истинный член семейства белков-супрессоров опухолей, охраняющих ДНК от предрасполагающих к раку мутаций.
«53BP1 ядерные тельца задерживают деление клеток в дочерних клетках, чтобы достичь единственного оставшегося времени в их жизненном цикле, когда они могут исправить повреждения ДНК, которые вызвала их мать, но не смогла исправить. Этот второй шанс жизненно важен, потому что он также последний», — говорит доцент Кай Джон Нельсен.
Это знание может оказаться жизненно важным для улучшения терапии рака. Поскольку многие противораковые препараты повреждают ДНК быстро делящихся раковых клеток, понимание времени и механизмов восстановления ДНК необходимо для разработки новых лекарств и минимизации побочных эффектов существующих методов лечения.