Аккуратная передача генетической информации требует точной репликации ДНК, но ошибки случаются сплошь и рядом, поэтому природа выработала несколько клеточных механизмов для их исправления. Мутации, которые могут быть вредными (развитие раковых клеток) или полезными (эволюционная адаптация), возникают из «незамеченных» изъянов.

Исследователи из Университета Индианы — Пердью в Индианаполисе (США) и Университета Умео (Швеция) сообщают, что способ, посредством которого клетки «ремонтируют» разрывы в ДНК (break-induced replication, BIR), имеет в 2 800 раз больше шансов вызвать генетические мутации, чем нормальный синтез ДНК. Несмотря на эффективность этого метода для исправления ошибок, точность репликации ДНК теряется.

«Когда вместо того, чтобы восстановить хромосомный разрыв с помощью «пластыря», клетка прибегает к BIR, обломок вторгается в другую хромосому и инициирует репликацию, которая происходит в неправильном месте, в неподходящее время и, возможно, с участием не тех белков», — поясняет Анна Малкова из Университета Индианы — Пердью.

Рис. 1. Генетическая мутация (илл. Kelly Bidzinski).

Для исследования уровня мутагенеза, связанного с BIR, учёные воспользовались дрожжами. Установлено, что на способность процесса вызывать мутации не оказывает влияния место ремонта ДНК. Но почему же BIR столь неточен по сравнению с нормальной репликацией?

«Мы не обнаружили дымящегося пистолета, — говорит г-жа Малкова. — Но мы считаем, что существуют по крайней мере четыре изменения в механизме репликации, появление которых приводит к синергии, увеличивающей мутагенность BIR». Например, во время BIR происходит резкое увеличение концентрации нуклеотидов — строительных блоков ДНК.

«Наши результаты показывают, что сильный мутагенез, вызванный BIR, происходит не медленно, а скачкообразно. И это может привести к раку», — резюмирует г-жа Малкова.

Результаты исследования будут опубликованы в статье:

Angela Deem, Andrea Keszthelyi, Tiffany Blackgrove, Alexandra Vayl, Barbara Coffey, Ruchi Mathur, Andrei Chabes, Anna Malkova Break-Induced Replication Is Highly Inaccurate. – PLoS Biology. – статья.