Раскрыт механизм репарации ДНК у дрожжей
Двухцепочечные разрывы (DSB) в ДНК возникают из-за внешних факторов (радиация, химические агенты) или внутренних причин (блокировка репликации). Неустранение DSB ведет к серьезным последствиям, включая рак.
Клетки устраняют DSB двумя путями:
- NHEJ — преобладает в соматических клетках человека, подвержен ошибкам.
- Гомологичная рекомбинация (HR) — безошибочный механизм, активен в определенные фазы клеточного цикла.
У дрожжей ключевую роль в HR играет тримерный белковый комплекс Mre11-Rad50-Xrs2 (MRX). Белок Sae2 координирует с MRX эндонуклеазную и экзонуклеазную активность для инициации резеции концов ДНК — двухэтапного процесса:
- Короткодистанционная резекция: эндонуклеаза MRX-Sae2 делает разрез на 5′-цепи, затем активируется 3'-5' экзонуклеаза, переваривая несколько пар оснований.
- Длиннодистанционная резекция: экзонуклеаза Exo1 расширяет резекцию в направлении 5'-3'.
В исследовании, опубликованном в Nature Communications 22 августа 2024 года, международная команда изучила контролирующий механизм и физиологическую значимость Sae2 в репарации ДНК.
Ученые провели генетический и биохимический анализ. В эксперименте по разделению функций они выявили и ввели мутацию rad50-C47, которая влияет на зависимую от Sae2 3'-5' экзонуклеазную активность MRX, но не затрагивает его эндонуклеазную активность.
Вывод: Эндо- и экзонуклеазная активность MRX стимулируются белком Sae2 через Rad50 разными механизмами. Это обеспечивает скоординированные, но раздельные действия комплекса MRX-Sae2 на заблокированных концах ДНК.
По словам профессора Мики Шинохары, понимание механизма обработки концов ДНК при репарации DSB важно для подавления опухолеобразования и может дать ценную информацию для разработки новых противораковых терапий.