Детализируя процесс, требуемый для восстановления сломанной ДНК, ученые из Института рака Дюка добились большего понимания того, как клетки справляются с повреждениями, способными привести к раку и другим болезням.
Результаты, опубликованные в издании Proceedings of the National Academy of Sciences и построенные на более раннем исследовании, определяют новые перспективы развития методов лечения рака.
Исследователи сосредоточились на комплексе событий, которые клетки обычно предпринимают для восстановления ДНК, поврежденной в результате солнечного воздействия, курения и даже обычного метаболизма. Некорректно восстановленная ДНК может привести к клеточному повреждению и раку.
«До сих пор мы не имели возможности измерить, как ДНК ломается и восстанавливается, и для исследования восстановления на молекулярном уровне у нас было немного инструментов», сообщил старший автор Майкл Кастан. „Наша работа впервые позволяет нам качественно измерить поломку ДНК и изучить молекулярные механизмы в основе таких событий“.
ДНК в клетке восстановиться достаточно непросто, поскольку она уплотнена в ядре клетки. Туго обернутая белковым комплексом под названием хроматин, ДНК, словно нить, обвивает белковую структуру под названием нуклеосома. Если разрыв произошел бы где-то внутри данной катушки, он мог бы и вовсе остаться незамеченным.
Система, разработанная Кастаном с коллегами, вызывала разрыв ДНК на определенных участках нитей, позволяя ученым наблюдать, как происходит процесс ремонта.
Ученые впервые описали взаимодействие, в котором сильно поврежденная ДНК была временно ослаблена, пока ключевой белок под названием нуклеолин направлялся к месту поломки, разрушая шпульку нуклеосомы. После восстановления ДНК шпулька также восстанавливалась.
«Наше исследование впервые показало функциональное значение разрушения нуклеосомы в процессе ремонта ДНК», сказал Кастан. „Это разрушение позволяет белкам, восстанавливающим ДНК, получать доступ к разрывам ДНК и ремонтировать ее“.
По словам Кастана, открытие обеспечивает ключевую способность понимания того, как клетки остаются здоровыми, а также как можно потенциально управлять процессом восстановления. Новые методы лечения рака, например, могут быть таргетированы на нуклеолин для повышения чувствительности клеток к радиотерапии или химиотерапии.
«Это даст возможность усилить текущие методы лечения», сказал Кастан. „Такова, возможно, будет следующая область исследования, особенно интересная для нас“.
