|
Ключевые шаги на пути к восстановлению ДНК
|
|
|
|
Исследователи из Токийского столичного университета изучали репарацию ДНК путем гомологичной рекомбинации, при которой белок RecA восстанавливает разрывы в двухцепочечной ДНК путем включения свисающего одноцепочечного конца в неповрежденные двойные нити и восстанавливает разрыв на основе неповрежденной последовательности. Они обнаружили, что RecA находит, где вставить одиночную нить в двойную спираль, не раскручивая ее ни на один виток. Их результаты обещают новые направления в исследованиях рака. Работа опубликована в журнале Nucleic Acids Research. Гомологичная рекомбинация (HR) — это повсеместный биохимический процесс, присущий всем живым существам, включая животных, растения, грибы и бактерии. В повседневной жизни наша ДНК подвергается всевозможным внешним и внутренним стрессам, некоторые из которых могут привести к разрыву обеих нитей двойной спирали. Это может иметь катастрофические последствия и привести к неизбежной гибели клеток. К счастью, такие процессы, как HR, постоянно устраняют этот ущерб.
|
|
|
|
Во время HR один из двух открытых концов разрыва спирали отпадает, обнажая обнаженный одноцепочечный конец; это известно как резекция. Затем белок, известный как RecA (или какой-либо его эквивалент), связывается с открытой одиночной цепью и неповрежденной двойной цепью поблизости. Далее белок «ищет» ту же самую последовательность. Когда он находит нужное место, он рекомбинирует одиночную цепь в двойную спираль в процессе, известном как инвазия цепи. Разорванная цепь ДНК впоследствии восстанавливается с использованием существующей ДНК в качестве матрицы. HR обеспечивает точное восстановление двухцепочечных разрывов, а также обмен генетической информацией, что делает его ключевой частью биоразнообразия. Но точная биохимическая картина HR, включая то, что происходит, когда RecA несет как одиночную, так и двойную цепь, еще не ясна.
|
|
|
Команда под руководством профессора Кодзи Хироты из Токийского столичного университета изучает механизмы восстановления ДНК, такие как HR. В своей последней работе они попытались протестировать две конкурирующие модели того, что происходит при возникновении HR. В одном из них RecA раскручивает участок двойной цепи во время «поиска гомологии», пытаясь найти подходящее место для инвазии цепи. Во втором нет раскрутки после привязки RecA; только когда происходит вторжение прядей, происходит какое-либо раскручивание. Команда в сотрудничестве с командой из Токийского столичного института медицинских наук разработала два подхода к решению того, какие из этих случаев действительно происходят. В первом они использовали мутант RecA, который не может разделять двойные цепи, то есть не может раскручивать цепь, чтобы посмотреть, влияет ли это на репарацию ДНК.
|
|
|
|
Оказывается, это имеет минимальный эффект. Во втором они попытались измерить, насколько сильно скручивается прядь на разных стадиях процесса. Они обнаружили, что единственное перекручивание из-за раскручивания, которое они могли обнаружить, произошло после завершения поиска гомологии, то есть когда произошла инвазия цепи. Впервые команда наглядно показала, что вторая модель верна. Детальное понимание гомологичной рекомбинации жизненно важно для понимания того, что происходит, когда что-то идет не так. Например, факторы, связанные с раком молочной железы (BRCA1 и BRCA2), также отвечают за правильную загрузку одноцепочечной ДНК в RAD51, человеческую версию RecA. Это предполагает, что проблемы с HR могут лежать в основе высокой заболеваемости раком молочной железы у пациентов с наследственными дефектами BRCA1 или BRCA2. Команда надеется, что подобные результаты приведут к новым направлениям исследований рака.
|
|
|
|
Источник
|
