Учёные разработали дрожжевую альтернативу гидроксимочевине для изучения ДНК

Исследователи из Университета штата Колорадо разработали альтернативный метод для изучения изменений в процессе репликации ДНК в лабораторных условиях с использованием генетически модифицированных дрожжей. Этот подход даёт более чёткую картину по сравнению с текущими лекарственными методами, используемыми для понимания остановки клеточного цикла — фундаментального механизма, ключевого для лечения рака и генетических заболеваний.

Работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, сосредоточена на гидроксимочевине — химиотерапевтическом препарате, который используется в клинической практике для лечения рака, а также в исследованиях для остановки клеток в цикле развития. Это позволяет учёным изучать сложный процесс точного копирования ДНК генома перед делением клеток.

Ранее считалось, что препарат работает, останавливая производство строительных блоков для ДНК. Однако команда доцента Гранта Шауэра обнаружила, что гидроксимочевина одновременно создаёт повреждающие активные формы кислорода в ключевых частях клетки. Эти нежелательные реакции затемняли понимание механизмов «аварийной остановки» клетки, которые предотвращают неправильное копирование ДНК в окислительной среде.

«Мы обнаружили, что окисление ингибирует ДНК-полимеразы — ферментативные машины, которые непосредственно копируют ДНК, — воздействуя на атомы железа в ферментах и разрывая их. Этот эффект сохранялся даже после удаления препарата из процесса», — пояснил Шауэр.

Для решения этой проблемы команда создала систему, использующую генетически модифицированные дрожжевые клетки RNR-deg. Эта система представляет собой менее токсичную и быстро обратимую альтернативу гидроксимочевине для остановки процесса. Поскольку гидроксимочевина широко используется, новый подход может значительно изменить методику исследований клеточного ареста.

Для работы команда использовала проточную цитометрию для изучения содержания ДНК и клеточных процессов. В дальнейшем исследователи планируют адаптировать эту технику с дрожжевых клеток для применения в человеческих клетках.

«Дрожжевой штамм RNR-deg представляется очень жизнеспособной и потенциально превосходящей альтернативой. У него нет тех негативных эффектов гидроксимочевины, которые, вероятно, до сих пор затуманивали наше понимание», — заключил Шауэр.