Как клетки выбирают пути репарации повреждений ДНК

ДНК может быть повреждена различными факторами. Повреждение одной цепи (SSB) относительно легко ремонтируется. Разрыв обеих цепей (DSB) — наиболее серьезный тип повреждения, способный вызвать мутации или гибель клетки.

Клетки имеют несколько путей репарации DSB. Гомологичная рекомбинация (HR) — высокоточный и безошибочный механизм. В то же время репарация через полимеразу тета (TMEJ) может приводить к потере генетической информации и мутациям. Выбор правильного пути ремонта критически важен для поддержания целостности генома.

Исследовательская группа под руководством профессора Мён Кёндже из Института фундаментальных наук (IBS) обнаружила, что белки, участвующие в репарации DSB, репарации неспаренных оснований и TMEJ, тесно связаны и взаимодействуют друг с другом в процессе репарации DSB. Работа опубликована в Nucleic Acids Research 4 мая 2023 года.

Исследование показало, что белок репарации неспаренных оснований MSH2-MSH3 играет ключевую роль в процессе репарации DSB. Он рекрутируется на место разрыва с помощью хроматин-ремоделирующего белка SMARCAD1.

Связывание MSH2-MSH3 с DSB облегчает рекрутирование экзонуклеазы EXO1 для длинной резекции поврежденной ДНК. После этого повреждение ремонтируется через безошибочный путь HR.

Кроме того, было обнаружено, что связывание MSH2-MSH3 блокирует доступ POLθ, который опосредует более подверженный ошибкам путь TMEJ, тем самым предотвращая мутации во время репарации DSB.

Профессор Мён отметил: «Это исследование выявило новую функцию белка репарации неспаренных оснований MSH2-MSH3 в регуляции репарации DSB. Белки, которые, как считалось, действуют независимо в путях репарации неспаренных оснований, репарации DSB и TMEJ, на самом деле тесно взаимодействуют друг с другом для правильного поддержания целостности генома».