Крио-ЭМ раскрывает механизм ключевого процесса репарации ДНК
Новое исследование с использованием передовой крио-электронной микроскопии (крио-ЭМ) раскрыло ключевые детали жизненно важного процесса репарации ДНК, связанного с устойчивостью к противораковой терапии.
Исследование, проведенное под руководством Университета Глазго и опубликованное в Nature Structural & Molecular Biology, основано на данных, собранных в Шотландском центре визуализации макромолекул (SCMI), при участии коллег из Университета Данди.
Работа посвящена изучению токсичного повреждения ДНК — межцепочечных сшивок. Их репарация обычно инициируется присоединением одной молекулы убиквитина (белка, распространенного у людей, животных и растений) к каждой поврежденной цепи ДНК. Для завершения репарации молекула убиквитина должна быть успешно удалена с места повреждения в процессе деубиквитинирования.
Впервые исследователям удалось зафиксировать на молекулярном уровне точный момент, когда фермент USP1 (убиквитин-карбокси-концевая гидролаза) готовится удалить убиквитин. Для этого ученые использовали передовой электронный микроскоп в SCMI. Полученные данные позволили понять, как происходит этот сложный процесс.
Понимание того, как USP1 взаимодействует с убиквитином во время удаления, имеет важное научное значение и открывает путь для дальнейших исследований в области онкологии и других заболеваний. В раковых клетках эффективная работа USP1 может способствовать восстановлению повреждений, вызванных лекарственной терапией, снижая успешность лечения. В результате USP1 был идентифицирован как потенциальная мишень для лекарств, преодолевающих резистентность рака.
Профессор структурной биологии Университета Глазго и ведущий автор исследования Хелен Уолден отметила: «Развитие крио-ЭМ в последние годы произвело революцию в структурной биологии. Мы очень рады, что смогли зафиксировать этот важный комплекс, что позволит нам понять репарацию ДНК на глубоком молекулярном уровне».
Новый центр SCMI стоимостью £5 млн, размещенный в Университете Глазго, является частью Центра исследования вирусов Совета по медицинским исследованиям и Университета Глазго (CVR). Он создан в результате сотрудничества исследователей из Глазго, Эдинбурга, Данди и Сент-Эндрюса.
SCMI — это центр структурной биологии, в котором установлен передовой электронный микроскоп (первый такого рода в Шотландии), используемый для визуализации биологических молекул на атомном уровне.
Эта технология поддерживает важные исследования заболеваний, представляющих наибольшую угрозу для здоровья людей и животных, расширяя возможности в разработке вакцин, исследованиях рака, а также в дизайне и открытии лекарств.
Исследование «Structural basis of FANCD2 deubiquitination by USP1-UAF1» опубликовано в Nature Structural & Molecular Biology.