Учёные впервые «запечатлели» репликацию человеческого генома

Группа по изучению геномной нестабильности под руководством исследователя Оскара Фернандеса-Капетильо из Испанского национального центра онкологических исследований (CNIO) впервые получила панорамное изображение белков, участвующих в делении человеческой ДНК — процессе, известном как репликация.

Исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, стало результатом совместной работы, в которой также участвовали другие группы CNIO, включая отдел протеомики под руководством Хавьера Муньоса и группу по изучению репликации ДНК под руководством Хуана Мендеса.

Репликация ДНК — это химический процесс, лежащий в основе деления клеток и являющийся одной из мишеней большинства химиотерапевтических агентов для уничтожения опухолевых клеток.

До сих пор многочисленные независимые молекулярные исследования, проведённые за последние десятилетия, давали общее представление о белках, вовлечённых в процесс репликации. «Мы подозревали, что может существовать несколько десятков белков, которые тщательно контролируют этот процесс, обеспечивая правильное удвоение нашего генома как обязательный шаг перед делением клетки», — объясняет Фернандес-Капетильо.

Благодаря разработке новой технологии, позволяющей изолировать недавно синтезированную ДНК, а также сложным инструментам протеомного детектирования (метод iPOND-MS), исследователи CNIO впервые смогли точно определить в одном эксперименте всю репликационную машинерию. Эти результаты представляют собой первую протеомную характеристику реплисомы.

По словам авторов, идентифицированные белки обладают очень разной активностью: они раскрывают двойную спираль ДНК, копируют её, при необходимости ремонтируют разрывы, модифицируют её различными способами и т.д. «Короче говоря, все они необходимы для обеспечения правильного дублирования ДНК и предотвращения аберраций в генетическом материале, которые лежат в основе опухолей», — заявляет Фернандес-Капетильо.

Новые белки репликации

Первый автор исследования Андрес Хоакин Лопес-Контрерас добавляет: «Некоторые из этих белков были уже известны, но это исследование также позволило нам идентифицировать новые белки, необходимые для репликации ДНК, открывая новые исследовательские пути в этой области».

Репликация ДНК в раковых клетках происходит неконтролируемым или аномальным образом, что делает её ахиллесовой пятой онкологических исследований. По словам Фернандеса-Капетильо, следующий шаг заключается в применении этих новых технологий для поиска различий в репликационной машинерии нормальных и раковых клеток, чтобы можно было найти новые терапевтические стратегии для лечения рака.

«Если нам удастся найти фундаментальные различия между репликацией в нормальных и раковых клетках, мы, несомненно, сможем найти новые терапевтические мишени, на которых можно будет сосредоточить будущие методы лечения в борьбе с раком», — говорит исследователь CNIO.