Идентифицирован новый механизм защиты ДНК
Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв обнаружили новый механизм, с помощью которого белок 53BP1, известный своей ролью в репарации повреждённой ДНК, также защищает целостность ДНК, сохраняя её структурную форму.
Это открытие даёт представление о том, как клетки поддерживают целостность ДНК в ядре, что критически важно для предотвращения таких заболеваний, как преждевременное старение и рак.
Исследование под руководством Ювэя Чжана, доцента фармакологии в Школе медицины Кейс Вестерн Резерв, было опубликовано 18 января 2022 года в журнале Nature Communications.
Белок 53BP1 известен тем, что определяет, как клетки будут восстанавливать особый тип повреждения ДНК — двунитевой разрыв (DSB), при котором обе цепи молекулы разрываются.
Ход исследования
В ходе исследования команда обнаружила, что 53BP1 выполняет биологическую функцию в опосредовании структуры ДНК, особенно в высококонденсированных областях, называемых гетерохроматином.
Учёные выяснили, что эта новая функция связана с новой формой активности 53BP1, при которой белок накапливается в конденсированных областях ДНК и образует небольшие жидкие капли — процесс, называемый разделением жидких фаз (liquid-liquid phase separation).
Команда определила, как 53BP1 может образовывать жидкие капли: этот процесс требует участия других белков, которые поддерживают структуру высококонденсированной ДНК. В свою очередь, было обнаружено, что 53BP1 стабилизирует сборку этих белков в данных областях ДНК, что важно для поддержания общей функции ДНК.
Затем исследователи провели детальный молекулярный анализ, разбив крупный белок на небольшие фрагменты, и определили, какие из них важны для образования жидких капель 53BP1. Они также изменили аминокислоту в определённом положении белка 53BP1 и определили вклад нескольких аминокислот, критически важных для этой новой функции.
«Более того, в ходе этих комплексных анализов мы обнаружили, что эта новая защитная активность 53BP1 не зависит от широко известной роли этого белка в репарации повреждений ДНК, что указывает на совершенно новую функцию 53BP1», — сказал Чжан.
Исследование предполагает, что помимо модуляции репарации DSB, 53BP1 вносит вклад в поддержание стабильности генома через образование этих жидких капель.
Лаборатория Чжана сосредоточена на понимании клеточной биологии для разработки противораковой терапии — в частности, на том, как клетки защищают стабильность ДНК. Без этой защиты ДНК может вызывать нестабильность генома и в конечном итоге приводить к раннему началу дегенеративных расстройств, таких как преждевременное старение и рак.