Ученые биологического факультета Техниона - Израильского технологического института - обнаружили новый механизм, управляющий ремонтом повреждений ДНК.
Исследование, опубликованное в журнале Molecular Cell, было проведено профессором Наби Аюбом и членами его исследовательской группы Энасом Абу-Жайя, Лейлой Бишара, Фирасом Махуром, Альмой Барисак и Беллой Бен-Оз.
Как мы знаем со школы, генетический материал (ДНК) представляет собой молекулу из двух цепочек, расположенную в ядре каждой клетки нашего тела. Молекулы ДНК могут подвергаться сотням тысяч повреждений (мутаций) каждый день. Одним из наиболее опасных повреждений ДНК является разрыв обеих цепочек (DSB), который создает физическую брешь в ДНК. К счастью, наши клетки содержат сотни белков, задача которых - быстро исправлять мутации и сохранять нашу ДНК в целости и сохранности.
Вместе с тем исправление мутаций DSB может оказаться неполным, и это приводит к накоплению других мутаций, которое нарушает стабильность нашего генома. Последствиями такой дестабилизации могут быть преждевременное старение, нарушения развития, нейродегенеративные заболевания и рак. Так, например, потеря генов BRCA1 или BRCA2, имеющих критическое значение для правильного восстановления DSB, может привести к развитию рака молочной железы и яичников.
Сотрудники лаборатории профессора Аюба стремятся понять, как клетки нашего организма ликвидируют DSB, и для этого ищут новые восстанавливающие белки и определяют характеристики их роли в восстановлении повреждений ДНК и развитии рака.
Их конечная цель - разработать на базе этих открытий новые методы диагностики и лечения для избирательного уничтожения раковых клеток.
Процесс копирования информации ДНК на новую молекулу матричной (информационной) РНК, которая может кодировать белки, называется транскрипцией. Когда мутация DSB происходит в непосредственной близости от активных генов, то транскрипция в этом месте ДНК прекращается, чтобы не копировать на РНК "испорченные" гены (это явление известно как "транскрипционное молчание"). Важно отметить, что "неисправность" этого защитного механизма может вызвать рак. Хотя сегодня широко признано, что явление транскрипционного молчания необходимо для эффективного исправления мутации DSB, механизмы, обеспечивающие это транскрипционное молчание, до сих пор остаются в значительной степени неизвестными.
Недавно ученые из лаборатории профессора Аюба обнаружили двойную роль белка CDYL1 - как в исправлении DSB, так и в обеспечении транскрипционного молчания в районе этой мутации. Исследователи продемонстрировали, что белок CDYL1 быстро накопляется на месте мутации DSB и способствует исправлению ДНК. Кроме того, они выяснили, что тот же белок способствует прекращению транскрипции, стирая химическую модификацию, называемую "кротонилом" (Kcr), из гистонов (белков, которые служат "упаковкой" для ДНК и контролируют ее активность) в районе мутации.
Результаты этой работы расширяют наше понимание механизма, который регулирует экспрессию генов после повреждения ДНК, и проливают свет на взаимосвязь между восстановлением ДНК и управлением транскрипцией ее кода в РНК.
Комментарии