Учёные обнаружили «сканер хромосом», защищающий от рака
Исследователи из Копенгагенского университета определили один из ключевых механизмов репарации серьёзных повреждений ДНК человека. «Сканер» внутри клетки решает, будет ли запущен безупречный механизм починки ДНК, который защищает от рака.
Повреждения ДНК могут вызывать нестабильность генома и играют главную роль в развитии рака. Учёные стремятся понять, как клетки защищаются от мутаций, быстро и правильно восстанавливая повреждения.
В новом исследовании, опубликованном в Nature Cell Biology, учёные приблизились к пониманию этого процесса. Для серьёзных повреждений существуют две основные системы репарации, но лишь одна из них безупречна. Если эта система не работает, риск развития рака из-за постоянного повреждения ДНК возрастает. Известно, что мутации в генах BRCA вызывают наследственный рак молочной железы и яичников.
«Мы обнаружили, как клетка запускает безупречную систему для репарации серьёзных повреждений ДНК и таким образом защищается от рака. Это происходит с помощью белка, который можно назвать "сканером". Он сканирует гистоны в клетке и на этой основе запускает процесс восстановления», — говорит профессор Ання Грот.
3D-печатная копия вместо грубой склейки
Проблема двух систем репарации в том, что одну из них клетке запустить гораздо проще и быстрее, поэтому она используется чаще. Однако она работает не так хорошо, как вторая. В первом случае две разрезанные нити ДНК просто склеиваются обратно.
«Можно представить, что одна система репарации неуклюже пытается склеить две нити ДНК, в то время как другая система создаёт 3D-печатную копию, полностью соответствующую ДНК до повреждения. Первая система производит гораздо больше ошибок, поэтому вторая обеспечивает гораздо лучшую защиту от развития опухоли», — объясняет Ання Грот.
Белок, действующий как сканер, называется BARD1. Исследователям давно известно, что он работает как супрессор опухоли. Однако впервые обнаружена сканирующая функция BARD1, которая сообщает белку BRCA1 и, следовательно, клетке, что можно запустить безупречную систему репарации. Если это возможно, она запускает функцию BRCA1, играющую жизненно важную роль в защите от рака.
Понимание процесса репарации важно для разработки лекарств
Безупречный метод репарации также называют гомологичной рекомбинацией. Часть своей жизни клетка содержит две идентичные нити ДНК, готовясь к делению. Это означает, что клетка фактически хранит решение для собственного повреждения.
«Можно сказать, что BARD1 сообщает клетке, что безупречная система может быть запущена, потому что BARD определяет, есть ли признаки того, что клетка содержит две идентичные нити ДНК. Если да, то "ошибочная" система репарации блокируется, а безупречная — запускается», — заключает Ання Грот.
В связи с этим и другими открытиями исследователи основали компанию Ankrin Therapeutics, которая стремится использовать механизмы репарации ДНК для разработки новых целевых методов лечения рака.