Новый механизм ремонта разрывов ДНК

Разрывы хромосом — наиболее опасное повреждение для клеток. Если их не восстановить, они блокируют удвоение и расхождение хромосом, останавливают клеточный цикл и вызывают гибель клетки. Эти разрывы часто встречаются в опухолевых клетках и возникают спонтанно при репликации генетического материала. Для ремонта клетка передаёт информацию с неповреждённой копии-сестры на разорванную копию — этот процесс известен как рекомбинация сестринских хроматид.

В исследовании, опубликованном в Nature Communications, учёные из Университета Севильи и Андалузского центра молекулярной биологии и регенеративной медицины (CABIMER) выявили новые факторы, необходимые для ремонта таких разрывов. В отличие от уже известных, эти факторы влияют только на ремонт между сестринскими хроматидами разрывов, возникших во время удвоения хромосом. Речь идёт о белках, модифицирующих гистоны — основные белки, формирующие структуру хромосом.

Исследование показало, что неспособность клеток без этих белков чинить разрывы связана с недостаточной нагрузкой когезина. Это белки, которые удерживают сестринские хроматиды вместе до их расхождения в мейозе. Ослабление сцепления между хроматидами приводит к дефектному ремонту, в результате многие разрывы остаются неисправленными, а хромосомные перестройки учащаются.

Работа, проведённая на модельном организме Saccharomyces, выявила новые факторы, участвующие в поддержании целостности генома, и новый механизм регуляции нагрузки когезина на хромосомы. Это может иметь большое значение для расшифровки множества механизмов, ответственных за нестабильность генома в опухолевых клетках и при различных нейродегенеративных патологиях.