Высокая оборачиваемость и эффект "спасения" белка-каркаса в ответ на облучение тяжёлыми ионами
Учёные из группы технологий и применения микропучков Института современной физики Китайской академии наук обнаружили высокую оборачиваемость и эффект "спасения" важного белка-каркаса в ответ на облучение тяжёлыми заряженными частицами. Результаты опубликованы в Biophysical Journal.
Ответ на повреждение ДНК и её репарация играют решающую роль в пролиферации клеток, канцерогенезе и лечении рака. После повреждения ДНК множество факторов распознавания и репарации повреждений собираются в месте повреждения скоординированно и упорядоченно для устранения повреждения.
Белки-каркасы играют центральную роль в координации рекрутирования и диссоциации факторов ответа на повреждение ДНК. Они выполняют функцию стабилизации повреждённой ДНК и её окружения, а также предоставляют сайты связывания для факторов ответа, облегчая полный процесс репарации. Белок XRCC1 — важный белок-каркас в путях эксцизионной репарации оснований и репарации одноцепочечных разрывов.
Используя систему онлайн-визуализации живых клеток на установке высокоэнергетических микропучков в Лаборатории тяжёлых ионов в Ланьчжоу, исследователи изучили ответ XRCC1 на локальное повреждение ДНК в клетках HT1080, облучённых заряженными частицами.
Результаты показали, что ответ XRCC1 на локальное повреждение ДНК от попадания тяжёлых ионов чрезвычайно быстрый, а поведение молекулярной динамики XRCC1 соответствует модели последовательных реакций.
Затем исследователи подвергли те же клетки фракционированному облучению с большим количеством попаданий ионов.
Путём количественного анализа констант скоростей рекрутирования и диссоциации молекул XRCC1 они обнаружили, что фракционированное облучение одних и тех же клеток приводит к ускоренной диссоциации XRCC1 на старом сайте повреждения, в то время как диссоциировавший XRCC1 немедленно используется повторно с более высокой эффективностью.
Эта работа раскрывает новый механизм "спасения" XRCC1 и его механизм высокой оборачиваемости в ответе на повреждение ДНК, что проливает новый свет на механизм ответа на повреждение ДНК и биологические эффекты, индуцированные облучением тяжёлыми ионами, с точки зрения биохимических реакций.