Новые сведения о репарации ДНК приведут к созданию новых методов лечения рака

Исследователи из Tokyo Metropolitan University определили ключевые факторы в механизме восстановления ДНК в нашем организме. Впервые показано, что корректирующая часть фермента ДНК-репликации полимеразы эпсилон обеспечивает безопасное завершение репликации на поврежденных участках нити ДНК, что в конечном итоге спасает ДНК от серьезных повреждений.

Эти новые знания позволяют ученым повысить эффективность противораковых препаратов и разработать новые методы диагностики.

Наша ДНК находится под ударом. Ежедневно в отдельных клетках на нитях, составляющих спирали ДНК, возникает около 55 000 одноцепочечных разрывов (ОЦР). Когда полимеразы, молекулы, реплицирующие нити ДНК, пытаются создать новые спирали из нитей с разрывами, они могут сломать спираль, создавая так называемый односторонний двухцепочечный разрыв (seDSB). К счастью, у клеток есть свои способы борьбы с повреждениями нитей. Один из них — гомологически направленная репарация (HDR), при которой происходит фиксация двунитевых разрывов. Другой способ — «реверсия вилки», когда процесс репликации обращается вспять, предотвращая превращение одноцепочечных разрывов в DSB.

Точный механизм, лежащий в основе реверсии вилки, остается неизвестным. Понимание того, как предотвращается повреждение ДНК, имеет первостепенное значение не только для профилактики рака, но и для обеспечения эффективности противораковых препаратов, действие которых основано на повреждении ДНК. Возьмем, к примеру, камптотецин (CPT) — противораковый препарат, вызывающий множество одноцепочечных разрывов; поскольку раковые клетки обычно реплицируются быстрее, они создают множество seDSB и вымирают, оставляя нормальные клетки в меньшем количестве.

Теперь международная группа специалистов под руководством профессора Коуджи Хираты (Kouji Hirata) из Токийского университета Метрополитен пролила новый свет на то, как происходит реверсия вилки. В центре их внимания оказалась эпсилон-полимераза — фермент, отвечающий за создание новой ДНК из участка распавшейся ДНК. Они обнаружили, что экзонуклеаза, «вычитывающая» часть полимеразы, обеспечивающая точность копирования, играет ключевую роль, что является новым, редким открытием практически неизвестного молекулярного механизма, лежащего в основе реверсии вилки.

Во-первых, было обнаружено, что клетки, дефицитные по части экзонуклеазы, проявляют сильную восприимчивость к воздействию CPT. Подавление фактора PARP, единственного другого игрока, который, как известно, влияет на реверсию вилки, также приводит к увеличению гибели клеток. Однако при подавлении обоих факторов не наблюдалось дальнейшего увеличения гибели клеток по сравнению с тем, что наблюдалось при подавлении PARP. Это позволяет предположить, что PARP и экзонуклеаза эпсилон полимеразы работают вместе, вызывая реверсию вилки. Кроме того, группа исследовала клетки с нарушенным геном, кодирующим BRCA1 (белок, вызывающий рак молочной железы); дополнительный дефицит экзонуклеазы привел к резкому увеличению чувствительности к CPT, намного большему, чем ожидалось от обоих дефектов. Поскольку дефицит BRCA1 связан с высоким риском развития рака молочной железы, экзонуклеаза может быть направлена на повышение эффективности лекарственного лечения.

Значение этой работы многообразно. Было показано, что препараты, направленные на экзонуклеазу полимеразы эпсилон, могут усиливать действие противораковых лекарств. Не менее важно и то, что дефекты экзонуклеазы уже были обнаружены в целом ряде онкологических заболеваний, включая рак кишечника; это позволяет предположить, что в таких клетках нарушена способность к реверсии вилки, что является перспективной мишенью для будущей диагностики и лечения.

11.11.2023


Подписаться в Telegram



Здоровье

ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака
ANZJ of Public Health: Пары сварки подвергают сварщиков риску развития рака

Исследование Университета Кертина показало, чт...

Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми
Tobacco Control: Пора бить тревогу из-за вейпов со встроенными играми

Учёные из Калифорнийского университета в&...

Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа
Nature Communications: Доказана перспективность универсальной вакцины от гриппа

Сотрудники Орегонского университета здоровья и...

Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям
Royal Society Open Science: Интенсивное животноводство приведет к пандемиям

Индустриальное сельское хозяйство снижает риск...

Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера
Acta Biomaterialia: Гидрогель поможет понять механизм развития Альцгеймера

Учёные из Института биомедицинских иннова...

В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность
В университете Алабамы предложили не стигматизировать тучность

Предрассудки в отношении толстых людей пр...

NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения
NatureComm: ИИ помог ученым открыть опасный рак и способ его определения

Ученые из Университета Британской Колумби...

Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови
Obesity: Физическая активность по вечерам снижает уровень сахара в крови

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях
Sleep: Умные термостаты помогут исследовать сон в домашних условиях

Новое исследование, которое будет представлено...

Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов
Найдена связь между исцелением от апноэ и профилактикой разводов

Новое исследование, результаты которого будут ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Ведущие игроки агрорынка представят новинки на «Дне поля» в Агробиотехнопарке Казанского ГАУ
В России начинает работу фонд для нуждающихся в сложном высокотехнологичном лечении
Казанский ГАУ запускает подготовку специалистов по экологии и природопользованию