Ученые обнаружили новый механизм защиты ДНК при делении клеток
Ученые из Цюрихского университета и Испанского национального центра онкологических исследований (CNIO) обнаружили ранее неизвестную функцию белкового комплекса когезина, помогающую клеткам защищать ДНК во время ее копирования. Выяснилось, что когезин способен перестраивать трехмерные контакты между участками недавно синтезированной ДНК и тем самым регулировать работу так называемых репликационных вилок. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Репликационная вилка – это участок молекулы ДНК, где двойная спираль раскрывается и каждая цепь используется как шаблон для создания новой. При столкновении с повреждением ДНК или другим препятствием вилка должна замедлиться, остановиться или временно изменить структуру. Нарушение этого процесса может привести к мутациям и нестабильности генома.
Исследователи установили, что при так называемом репликационном стрессе когезин накапливается возле остановившихся вилок. Перемещаясь вдоль ДНК и формируя петли, он меняет контакты между соседними участками генома. Это способствует замедлению репликационной вилки и ее "развороту" – временному образованию структуры, позволяющей защитить вновь синтезированные цепи до устранения проблемы.
Для исследования ученые разработали метод Repli-C, позволяющий картировать трехмерные контакты недавно скопированной ДНК. Эксперименты проводились на человеческих клетках, в том числе с искусственно измененными вариантами когезина, что позволило определить, какая именно функция комплекса необходима для защиты репликационных вилок.
Работа может иметь значение для онкологии. Многие противоопухолевые препараты намеренно вызывают репликационный стресс, повреждая делящиеся клетки. Кроме того, мутации компонентов когезина встречаются при саркоме Юинга, раке мочевого пузыря и некоторых миелоидных лейкозах. Авторы предполагают, что понимание защитного механизма когезина в будущем может помочь подбирать комбинации препаратов, делающие опухолевые клетки более чувствительными к терапии. Пока речь идет о фундаментальном исследовании, а не о готовом методе лечения.
