Новые данные о механизме репарации ДНК-повреждений, вызванных УФ-излучением

Международная группа исследователей выяснила регуляторный механизм убиквитин-протеасомной системы в распознавании и репарации ДНК, повреждённой ультрафиолетовым (УФ) светом. Результаты работы учёных из Университета Кобе, Национального института наук о здоровье (Япония), Католического университета Лёвена (Бельгия), Университета Киото и Национального института генетики (Япония) опубликованы в журнале Scientific Reports.

УФ-свет солнца вреден для живых организмов, так как повреждает их гены. Это называется повреждением ДНК, и в норме оно исправляется системой репарации в клетках. Однако у пациентов с пигментной ксеродермой (XP) эта система репарации изначально нарушена, что делает их предрасположенными к раку кожи.

Известно, что убиквитин-протеасомная система играет важную роль в деградации белков и координирует клеточные ответы для репарации УФ-повреждений ДНК, но детальный механизм оставался неясным.

Команда под руководством профессора Каору СУГАСАВА из Университета Кобе разработала специальную микроскопическую систему, позволившую наблюдать динамическое поведение внутриклеточных белков в ответ на УФ-повреждение ДНК.

Белок DDB2, один из продуктов генов, ответственных за XP, важен для распознавания повреждений. Новое открытие состоит в том, что DDB2 работает вместе с убиквитин-протеасомной системой для продвижения репарации ДНК:

• Протеасомы быстро накапливаются в сайтах повреждения ДНК в зависимости от присутствия белков DDB2.
• Подавление активности протеасом ингибитором приводило к их накоплению в специфической области ядра, "запирая" там белок DDB2 и не давая ему участвовать в репарации.
• Подавление экспрессии субъединиц протеасом нарушало их правильную сборку и предотвращало агрегацию, но при этом серьёзно подавляло накопление белков DDB2 в сайтах повреждения.

Впервые показано, что протеолитическая активность протеасом и структурная целостность их комплекса участвуют в регуляции DDB2-опосредованной репарации повреждений ДНК через отдельные механизмы.

Эти результаты демонстрируют, что действие механизма распознавания повреждений ДНК необходимо для её эффективного восстановления. Понимание этого механизма также будет способствовать выяснению механизмов развития таких заболеваний, как рак кожи, и разработке методов лечения.