Определён механизм запрограммированной остановки репликационной вилки у эукариот

Международная коллаборация учёных раскрыла механизм, с помощью которого клетки осуществляют запрограммированную остановку репликации ДНК. Результаты, опубликованные 13 июня 2016 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, описывают условия, требующие остановки репликационной вилки, и объясняют, почему сайты-терминаторы на ДНК не всегда успешно её останавливают.

Клетки используют запрограммированную остановку вилки, чтобы приостановить работу репликационного аппарата в заранее определённых местах на нити ДНК, называемых сайтами-терминаторами. Это минимизирует столкновение между движущимися по одной "дороге" машинерией репликации и транскрипции, предотвращая разрывы или нестабильность ДНК. Этот процесс также контролирует продолжительность жизни клетки и сохраняет стабильность генома.

Во время репликации ДНК хеликаза разматывает двойную спираль, образуя вилку репликации. Остановить её гарантированно могут только крупные белки гистоны. Для более точной регуляции клетки используют белок Fob1, который, подобно шлагбауму, находится на сайтах-терминаторах и периодически останавливает движение вилки.

Исследователи выяснили, что ключевую роль играет киназа DDK. Она фосфорилирует хеликазу на острие вилки, что инициирует сборку белковой "посадочной платформы". На неё стыкуется загадочный белок Timeless, который блокирует другие хеликазы, позволяя белку Fob1 остаться на своём месте и остановить репликационную вилку по программе.

Эксперименты на дрожжах с генетически инактивированным компонентом DDK, ответственным за фосфорилирование хеликазы, подтвердили эту модель. При инактивации DDK остановка репликационной вилки не происходила. Этот физиологический механизм, схожий у многих организмов, вероятно, консервативен и у человека.

По словам авторов, новое понимание механизма повлияет на исследования старения. Расшифровка способов продления запрограммированной остановки вилки в здоровых клетках может в конечном итоге увеличить продолжительность здоровой жизни человека.