Исследование показывает высокую специфичность действия ферментов для коррекции двухцепочечных разрывов, – пишет eurekalert.org со ссылкой на Nature Communications.

Наши клетки постоянно делятся, и при этом молекула ДНК – наш генетический код – иногда нарушается. ДНК имеет двойные нити, и разрыв сразу в обеих считается особенно опасным. Этот вид двухцепочечного разрыва может привести к перестройкам генома, которые являются отличительными признаками раковых клеток, – сказал Джеймс Дейли из школы медицины в Центре медицинских наук Университета Техаса в Сан-Антонио.

Доктор Дейли является первым автором исследования, которое проливает свет на процесс восстановления двухцепочечных разрывов, называемый гомологичной рекомбинацией. Дейли обнаружил, что в огромном множестве механизмов, которые инициируют гомологичную рекомбинацию, каждый из них совершенно различен. Гомологичная рекомбинация инициируется процессом, называемым резекцией конца ДНК, когда одна из двух нитей ДНК в разрыве разжевывается обратно ферментами резекции.

«Что интересно в этой работе, так это то, что она отвечает давней загадке среди ученых, – сказал доктор Дейли. – В течение десятилетия мы знали, что ферменты резекции находятся на переднем крае гомологичной рекомбинации. Мы не знали, почему так много этих ферментов участвуют, и почему нам нужны три или четыре разных фермента, которые, по-видимому, выполняют одну и ту же задачу в ремонте двухниточных разрывов».

«На первый взгляд, похоже, что в этом есть какая-то избыточность, – сказал доктор Санг, также работающий в Центре медицинских наук Университета Техаса в Сан-Антонио. – Наше исследование показало, что воспринимаемая избыточность – очень наивное понятие».

Полученные результаты показывают, что пути резекции ДНК очень специфичны.

«Это похоже на механика двигателя, который имеет в своем распоряжении набор инструментов, – сказал доктор Сунг. – Инструмент, который он использует, зависит от проблемы, которую необходимо исправить. Подобным образом, каждый инструмент для восстановления ДНК в наших клетках предназначен для восстановления отличительного типа разрыва в нашей ДНК».

Исследовательская группа изучала сложные разрывы, которые представляли собой двухцепочечные разрывы с рядом других видов повреждений ДНК – такие сложные разрывы более актуальны физиологически, сказал доктор Дейли. По его словам, исследования в области репарации ДНК обычно направлены на поиск более простых версий двухцепочечных разрывов.

Доктор Дейли обнаружил, что каждый фермент резекции приспособлен для работы с определенным типом сложных разрывов, что объясняет, почему разнообразный инструментарий ферментов резекции развивался на протяжении тысячелетий.

Д-р Бирма – заслуженный кафедра онкологии Фонда семьи Мейс в UT Health, онкологический центр им. Андерсона (Сан-Антонио) сказал, что фундаментальные знания, полученные из этого исследования, могут однажды привести к улучшению лечения рака.

«Лечение рака очень обширно, – сказал доктор Бирма. – Это исследование, проведенное нашей командой, является своевременным, потому что в США в настоящее время рассматривается вопрос о новом типе лучевой терапии, называемой ионно-угольной терапией. Хотя эта терапия гораздо более точно нацелена на опухоли, она, скорее всего, будет вызывать именно такие сложные повреждения ДНК. Понимание того, как конкретные ферменты восстанавливают комплексное повреждение, может привести к стратегиям, которые позволят значительно повысить эффективность терапии рака».

Часть исследований финансируется НАСА.

«Эти виды сложных разрывов ДНК также бывают вызваны космической радиацией, – сказал доктор Бирма. – Таким образом, исследование относится не только к терапии рака, но и к риску рака, связанному с исследованием космоса».