Исследователи обнаружили новый механизм, при котором ДНК может восстанавливаться. По мнению ученых, это исследование поможет разработать новые методы лечения и профилактики нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера.
Ответ на повреждение ДНК состоит из механизма обнаружения, сигнализации и исправления –все это имеет решающее значение для здоровья организма. Если не исправить повреждение ДНК – это может привести к гибели клеток и развитию тяжелых состояний, таких как болезнь Альцгеймера.
В частности, однонитевой разрыв «вызовет накопление двухцепочечных разрывов ДНК и увеличивает геномную нестабильность и апоптоз», — пишут авторы исследования.
ДНК связывается при помощи белков в комплексы, называемые нуклеосомы. В нуклеосомах около 200 пар ДНК закручены вокруг сердечника из гистоновых белков в две огромные гибкие петли.
Они закручены так тесно, что молекулы длиной около 2 метров могут поместиться в микроскопическое клеточное ядро. Ведущий исследователь Василий Михайлович Студитский, профессор Московского государственного университета в России, объясняет, что весь наш геном упакован таким образом. Тем не менее, из-за жесткой закрутки значительные поверхности ДНК недоступны — поверхности, взаимодействующие с гистонами, в результате определенные SSBs неузнаваемы обычными ферментами репарации, известными как PARP1. Исследователи обнаружили, что особый фермент – РНК-полимеразы II (Pol II) может просканировать их вдоль петли ДНК. Когда фермент Pol II встречает SSB, это вызывает ряд реакций, приводящих к исправлению поврежденного участка.
«РНК-полимераза может сканировать петли ДНК и когда останавливается рядом с местами разрывов ДНК, это вызывает реакции, чтобы начать исправление ДНК», — объясняет проф. Студитский. «Наши наблюдения указывают, что нуклеосомная структура может повлиять на процесс обнаружения и устранения повреждений ДНК».
Раньше исследователи думали, что репарация ДНК была возможна только в гистоне, свободного от белков ДНК, а возмещение раннего идентифицированного механизма потребует полного раскручивания ДНК, чтобы сделать SSBs доступным.
Профессор Студитский считает, что открытие нового метода репарации ДНК обещает новые перспективные методы профилактики и лечения заболеваний: «Мы показали, что формирование петель, где останавливаются полимеразы, зависит от их контактов с гистонами. Если вы делаете их более надежными, это увеличит эффективность образования петель и вероятность исправлений, которая, в свою очередь, будет снижать риск заболевания. Когда эти контакты дестабилизируются, то с помощью специальных методов доставки лекарств можно запрограммировать гибель пораженных клеток».
Подробнее в научной статье:
Pestov, Nikolay A.; Gerasimova, Nadezhda S.; Kulaeva, Olga I.; Studitsky, Vasily M. (2015) Structure of transcribed chromatin is a sensor of DNA damage // Science Advances – vol. 1 (6) – p. e1500021
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.