Клеточная защита от фатальных ассоциаций белков и ДНК

ДНК постоянно подвергается повреждениям. Особый класс повреждений — это сшивки ДНК с белками (DNA-protein crosslinks, DPC), когда белок ковалентно связывается с ДНК. О механизмах репарации таких сшивок было известно крайне мало. Команда Стефана Енча из Института биохимии Макса Планка в Мартинсриде (Германия) обнаружила протеазу, способную разрушать белковый компонент DPC.

Токсичность сшивок и проблема репликации

Сшивки ДНК с белками вызываются реактивными соединениями, например, формальдегидом (побочный продукт клеточных реакций), а также некоторыми противораковыми препаратами. Они крайне токсичны, так как блокируют процесс репликации ДНК: сшивка преграждает путь репликативной хеликазе, которая разделяет двойную спираль, что препятствует копированию генетической информации и делению клетки.

Открытие фермента-защитника

Учёные идентифицировали протеазу Wss1 как новый защитный фактор. Она разрушает белковый компонент DPC, позволяя клеткам удваивать свой геном. Клетки, лишённые Wss1, особенно чувствительны к формальдегиду, уязвимы к DPC и страдают от нестабильности генома. Важно, что Wss1 обладает уникальным свойством расщеплять белки только в присутствии ДНК, что делает её идеально приспособленной для удаления сшивок с генома.

Значение для медицины

Понимание механизмов репарации повреждений ДНК важно для предотвращения развития рака. Новооткрытый путь репарации DPC особенно важен для быстро делящихся клеток. Поскольку раковые клетки делятся гораздо быстрее большинства других клеток человека, Wss1 может стать перспективной мишенью для будущей противораковой терапии.