Как клетки "чинят" разрывы ДНК для защиты от рака и генетических болезней

Исследователи из Max F. Perutz Laboratories (MFPL) Венского университета и Медицинского университета Вены под руководством Верены Янч изучают, как ремонтируются разрывы в генетическом материале. Эти процессы критически важны для сохранения целостности ДНК, предотвращения генетических заболеваний и развития рака.

ДНК должна быть стабильной для передачи из поколения в поколение, но также и изменчивой для обеспечения генетического разнообразия. Разрывы ДНК возникают целенаправленно во время размножения для правильного распределения хромосом, а также из-за факторов окружающей среды или токсичных продуктов метаболизма.

Мозаичные хромосомы и ключевой ремонтный комплекс

В половых клетках (яйцеклетках и сперматозоидах) двойные разрывы цепи ДНК — часть механизма, создающего мозаичные хромосомы и обеспечивающего генетическое разнообразие. Они также необходимы для соединения хромосом перед их точным распределением.

Эти разрывы ремонтируются в процессе гомологичной рекомбинации, где повреждение устраняется с использованием идентичной копии ДНК в той же клетке. Ключевую роль в этом играет RTR-комплекс — набор белковых факторов. Мутации в этих факторах приводят к генетической нестабильности и способствуют развитию рака.

Многофункциональный белок RMI

Исследование, проведённое Марлен Ягут из группы Верены Янч совместно с коллегами из Стэнфордского университета и MFPL, показало, что один из факторов RTR-комплекса — белок RMI — выполняет несколько критических функций:

• Определяет положение событий гомологичной рекомбинации вдоль хромосом.
• Контролирует созревание этих рекомбинационных событий.

Мутации в RMI приводят к нежелательным соединениям между хромосомами и неполному ремонту разрывов ДНК, что вызывает хромосомные аномалии в половых клетках.

Значение и будущие исследования

Эти открытия углубляют понимание роли RTR-комплекса не только в образовании половых клеток, но и в процессах, связанных с раком.

В будущем группа Верены Янч планирует изучить, как RTR-комплекс направляет исход гомологичной рекомбинации, особенно его позднюю роль в созревании соединений между хромосомами — функцию, которая оставалась незамеченной в предыдущих исследованиях.