Ученые исследуют ядрышковый ответ на повреждение ДНК для борьбы с раком

В новой обзорной статье, опубликованной в Trends in Cell Biology, исследователи из Университета Северной Каролины в Шарлотте обобщили данные молодой области изучения ядрышковых путей ответа на повреждение ДНК (DDR). Обзор выделяет шесть механизмов, с помощью которых клетки восстанавливают повреждения ДНК, включая один, опубликованный пять месяцев назад в Nucleic Acids Research теми же авторами. Атакуя эти механизмы, будущие прикладные исследователи смогут нарушить размножение и рост рака.

«Вся цель статьи в Trends — привлечь внимание ученых в этой области и стимулировать их исследования», — говорит ведущий автор Шань Янь. «Я не осознавал значимости этой области, которой всего пятнадцать лет, до пары лет назад».

В новаторской статье 2007 года, опубликованной в Nature, исследователи положили начало этой области, открыв первый путь восстановления внутри ядрышка — области внутри органеллы клетки. Внутри ядрышка различные молекулы помогают копировать ДНК, содержащую «планы» для клетки. Разные факторы могут вызывать сбои, такие как разрывы цепей, в копиях. Эти исследователи обнаружили способ помочь устранить сбои при копировании рибосомальной ДНК — «планов» для белковых фабрик клетки.

Изучая эти механизмы, исследователи могут нацеливаться на рак, который зависит от рибосомальной ДНК для производства белков, необходимых для атаки на организм человека. Например, уже идет клиническое исследование Фазы I для препарата, нацеленного на второй механизм, описанный в статье — если раковые клетки не могут устранять сбои, они не могут создавать новые фабрики и, следовательно, не могут производить новые белки.

В то время как первые четыре механизма происходят внутри ядрышка, последние два используют новый клеточный процесс, который получил Breakthrough Prize in Life Sciences 2023 года. В этом процессе, называемом жидкостно-жидкостным фазовым разделением, белки создают собственные жидкие «палатки» для работы, вместо того чтобы оставаться внутри «комнаты».

До работы над ядрышковым DDR Янь исследовал белок под названием APE1. Когда он обнаружил, что APE1 может локализоваться в ядрышке клетки и также формировать эти жидкие «палатки» для работы, это запустило его исследование этих путей и в итоге привело к обзорной статье.

«Новое в том, что APE1 действует как GPS или спасатель», — сказал Янь. «Он говорит: здесь проблема, нам нужна полицейская машина, медик и другие, чтобы приехать и сконцентрироваться здесь».

Фундаментальные исследователи, такие как Янь, продолжат лучше определять эти механизмы, в то время как более прикладные ученые смогут использовать эти механизмы как точки атаки в войне с раком.

«Это захватывающая и развивающаяся область», — сказал Янь. «Проверяя эту идею, и если клиническое испытание окажется успешным, эти механизмы станут билетами в новые клинические испытания и методы лечения».