Ученые определили молекулярную основу разрывов ДНК
Исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме выявили молекулярную основу разрывов ДНК — характерного признака раковых клеток. Результаты работы опубликованы в журнале Molecular Cell.
Разрывы ДНК нарушают синтез белков и ведут к изменениям в функциях клетки. Эти изменения могут вызывать дефекты в контроле клеточного деления, что приводит к развитию рака.
Используя передовые технологии, профессор Батшева Керем и аспирантка Эфрат Озери-Галай из Института наук о жизни Александра Сильвермана впервые охарактеризовали участки ДНК, наиболее чувствительные к разрывам на ранних стадиях развития рака. Это прорыв в понимании влияния последовательности и структуры ДНК на её репликацию и стабильность.
«Отличительная черта большинства видов рака у человека — накопление повреждений в ДНК, которые и запускают развитие болезни, — говорит профессор Керем. — На ранних стадиях клетки вынуждены активно делиться. При каждом цикле деления ДНК должна реплицироваться, чтобы дочерние клетки получили полную копию. Однако в этих ранних условиях процесс репликации нарушается, что приводит к разрывам ДНК, происходящим в специфических областях, известных как "хрупкие сайты"».
В этом исследовании учёные применили новую сложную методику, позволяющую изучать отдельные молекулы ДНК, чтобы понять причину специфической чувствительности хрупких сайтов. Результаты крайне важны, так как проливают новый свет на особенности ДНК и регуляцию её репликации в первых областях, которые разрываются при развитии рака.
Результаты показывают, что в хрупких регионах есть участки, которые замедляют репликацию ДНК и даже останавливают её. Чтобы обеспечить завершение копирования, клетки в нормальных условиях активируют механизмы, обычно используемые при стрессе. В результате, в условиях стресса репликации (как на ранних стадиях рака) у клетки больше нет инструментов, чтобы его преодолеть, и ДНК разрывается.
Данное исследование раскрывает молекулярный механизм, способствующий развитию рака. Сейчас многие работы сосредоточены на самых ранних стадиях онкогенеза, чтобы выявить ключевые события и найти способы их подавления. Эта работа впервые определила особенности ДНК, регулирующие её репликацию в хрупких сайтах на ранних этапах развития рака. В будущем эти открытия могут привести к разработке новых терапевтических подходов для сдерживания и лечения рака.