Открыт новый класс ферментов репарации ДНК
Новое исследование, опубликованное 28 октября в журнале Nature, сообщает об открытии нового класса фермента репарации (починки) ДНК.
Хотя ДНК часто воспринимается как стабильная молекула-носитель генетической информации, на самом деле двойная спираль высокореактивна и постоянно повреждается. Клетки должны непрерывно её чинить.
Источники повреждений ДНК:
- Внешние: ультрафиолет, токсичные химикаты, ионизирующее излучение.
- Внутренние: метаболиты клетки, активные формы кислорода, вода.
"Более 10 000 событий повреждения ДНК происходит каждый день в каждой клетке человеческого тела, и они должны быть исправлены для её нормального функционирования", — говорит Элвуд Маллинс, первый автор исследования.
Новый фермент относится к семейству ДНК-гликозилаз, открытых нобелевским лауреатом Томасом Линдалем. Эти ферменты удаляют повреждённые основания ДНК в процессе эксцизионной репарации оснований.
Традиционный механизм: гликозилаза связывается с ДНК, выворачивает повреждённое основание из спирали наружу и отщепляет его.
Новый механизм (фермент AlkD):
Исследователи под руководством Брандта Айхмана обнаружили, что гликозилаза AlkD, найденная в бактерии Bacillus cereus, работает принципиально иначе — без выворачивания основания.
Ключевые особенности AlkD:
- Косвенное распознавание: AlkD идентифицирует повреждения, взаимодействуя с остовом ДНК, не контактируя с самим повреждённым основанием.
- Широкая специфичность: Фермент ремонтирует множество различных типов повреждений, если они имеют положительный заряд (признак алкилирования). Обычные гликозилазы работают только с ограниченным набором повреждений.
- Удаление крупных повреждений: AlkD может вырезать очень громоздкие повреждения (например, вызванные антибиотиком ятакецином), что не под силу другим гликозилазам и обычно требует другого пути репарации.
"Наше открытие показывает, что нам ещё многое предстоит узнать о репарации ДНК... Бактерии используют это в своих интересах для защиты от антибактериальных агентов. У людей тоже могут быть ферменты репарации ДНК, работающие аналогичным образом", — отмечает Брандт Айхман.
Это открытие может иметь клиническое значение, поскольку подобные ферменты потенциально могут снижать эффективность противораковых препаратов, предназначенных для остановки репликации клеток.