Учёные используют новые оптические пинцеты для изучения репарации ДНК

Исследователи из Университета Питтсбурга применили передовую технологию C-trap и разработали новый метод SMADNE для изучения того, как белки репарации ДНК находят и связываются с повреждениями. Работа описана в журнале Nucleic Acids Research.

Суть технологии:

• C-trap использует технологию оптических пинцетов (Нобелевская премия) для манипуляций одной молекулой ДНК. Лазерный луч захватывает микроскопические бусины, которые, как "липучка", прикрепляются к концам нити ДНК, позволяя растягивать её и измерять силу.
• SMADNE (Single Molecule Analysis of DNA-binding proteins from Nuclear Extracts) — новый метод быстрого получения меченых флуоресцентными метками белков из клеточного ядра для визуализации на уровне одной молекулы.

Ход эксперимента:

Учёные "забрасывали" в систему повреждённую ДНК (например, УФ-повреждения) и наблюдали, как флуоресцентные белки репарации связываются с участком повреждения и диссоциируют с него в режиме реального времени.

Ключевое наблюдение:

Изучая комплекс белков DDB1 и DDB2 (репарирующих УФ-повреждения), исследователи обнаружили не только ожидаемый сценарий их совместного прибытия и ухода, но и 11 различных паттернов ассоциации и диссоциации, когда белки прибывали и покидали сайт повреждения в разное время.

Значение работы:

• Метод позволяет с беспрецедентной детализацией наблюдать динамику и порядок сборки/разборки репарационных комплексов.
• Понимание точной роли каждого из примерно 30 белков в пути репарации ДНК критически важно, так как сбои в этих процессах ведут к раку, нейродегенерации и старению.
• ДНК-репарация — "палка о двух концах": её неэффективность может привести к раку, но многие методы лечения рака целенаправленно нарушают репарацию в опухолевых клетках, чтобы их убить.

Технология SMADNE запатентована. Комбинация C-trap и SMADNE открывает широкие возможности для изучения механизмов репарации ДНК.