Учёные раскрыли секрет разборки хромосомного копировального аппарата

Учёные из Университета Данди раскрыли загадку одного из фундаментальных процессов в клеточной биологии. Это открытие может помочь в борьбе с раком.

Процесс копирования хромосом и деления клеток жизненно важен. Хромосомы содержат генетический план, и эта информация должна копироваться идеально. Ошибки в копировании могут приводить к раку.

Для копирования двойной спирали ДНК клетка собирает молекулярную «машину» — реплисому. Она строится один раз за жизненный цикл клетки, а после копирования разбирается, чтобы обеспечить создание лишь одной копии каждой хромосомы.

Ранее профессор Карим Лабиб и его коллеги изучали этот процесс в дрожжах. Теперь они обнаружили, что у животных всё сложнее: существует как минимум два разных механизма разборки реплисомы. Важно, что ген, необходимый для одного из этих процессов, утрачен при ряде человеческих раков, что указывает на новый потенциальный подход к лечению этих опухолей.

В дрожжах один из компонентов реплисомы после копирования хромосом подвергается изменению — убиквитилированию, что помечает его для разборки клеточными системами утилизации. Однако механизм, маркирующий реплисому дрожжей для уничтожения, у животных отсутствует.

Изучая червя Caenorhabditis elegans, учёные выяснили, что у животных есть два разных пути разборки реплисомы. Если один путь выходит из строя, второй включается как резервный.

Ген, необходимый для работы второго пути, мутирован при различных человеческих раках, включая некоторые лимфомы, глиобластомы и миеломы. Исследования на червях предлагают новую стратегию лечения соответствующих видов рака у людей.

«Если мы частично инактивируем гены, участвующие либо в первом, либо во втором пути разборки реплисомы, черви выживают. Но одновременное ингибирование обоих путей — летально», — пояснил профессор Лабиб. — Перенося эту идею на человека, препарат, ингибирующий первый путь, должен избирательно убивать опухолевые клетки, лишённые второго пути, не затрагивая остальной организм».

Почти на всех ранних стадиях развития рака видны ошибки в аппарате копирования хромосом. Понимание нормальной биологии, которая нарушается в раковых клетках, — ключ к созданию более умных форм химиотерапии, которые убивают раковые клетки, но не здоровые.

Исследование опубликовано в журнале Nature Cell Biology.