Nucleic Acids Research: Ученые открыли ключевые этапы восстановления ДНК

Изучая социальную мобильность в современных промышленно развитых странах, исследователи обычно опираются на данные Всемирного экономического форума или Общего социального обследования в США. Но изучение тех же явлений в прошлых веках — задача более сложная, поскольку соответствующую статистику получить труднее.

Исследователи из Токийского столичного университета изучали восстановление ДНК путем гомологичной рекомбинации, когда белок RecA восстанавливает разрывы в двухцепочечной ДНК, встраивая висящий конец одноцепочечной нити в неповрежденную двойную нить и восстанавливая разрыв на основе неповрежденной последовательности. Они обнаружили, что RecA находит, куда вставить одноцепочечную нить в двойную спираль, не разматывая ее ни на один оборот. Полученные ими результаты сулят новые направления в исследовании рака.

Гомологичная рекомбинация (HR) — это повсеместный биохимический процесс, общий для всех живых существ, включая животных, растения, грибы и бактерии. В повседневной жизни наша ДНК подвергается всевозможным внешним и внутренним стрессам, некоторые из которых могут привести к разрыву обеих нитей двойной спирали. Это может стать катастрофой и привести к неминуемой гибели клетки. К счастью, такие процессы, как HR, постоянно восстанавливают эти повреждения.

Во время HR один из двух открытых концов разрыва спирали отпадает, обнажая одноцепочечный конец; это называется резекцией. Затем белок, известный как RecA (или его аналог), связывается с обнаженным одноцепочечным концом и неповрежденной двухцепочечной нитью рядом. Далее белок «ищет» такую же последовательность. Когда он находит нужное место, он рекомбинирует одиночную нить в двойную спираль в процессе, известном как вторжение нитей. Впоследствии разорванная нить ДНК восстанавливается, используя существующую ДНК в качестве шаблона. HR обеспечивает точное восстановление двунитевых разрывов, а также обмен генетической информацией, что делает его ключевой частью биоразнообразия. Однако точная биохимическая картина HR, включая то, что происходит, когда RecA переносит как одинарную, так и двойную нить, пока не ясна.

Группа под руководством профессора Коуджи Хирота из Токийского столичного университета изучает механизмы репарации ДНК, подобные HR. В своей последней работе они попытались проверить две конкурирующие модели того, что происходит, когда возникает HR. В одной из них RecA разматывает участок двойной нити во время «поиска гомологии», когда она пытается найти подходящее место для вторжения нити. Во втором случае после связывания RecA не происходит никакого разматывания; только когда происходит вторжение нити, происходит разматывание.

В сотрудничестве с командой из Токийского столичного института медицинских наук группа исследователей применила два подхода, чтобы выяснить, что из этого происходит на самом деле. В первом случае они использовали мутант RecA, который не может разделять двойные нити, то есть не может разматывать нить, чтобы проверить, влияет ли это на репарацию ДНК. Оказалось, что это оказывает минимальное влияние. Во втором случае они попытались измерить, насколько сильно скручивается нить на разных этапах процесса. Они обнаружили, что единственное скручивание, которое можно было обнаружить в результате раскручивания, происходило после завершения поиска гомологии, то есть когда происходило вторжение в нить. Впервые команда наглядно показала, что вторая модель верна.

Детальное изучение гомологичной рекомбинации жизненно важно для понимания того, что происходит, когда что-то идет не так. Например, факторы, связанные с раком груди (BRCA1 и BRCA2), также отвечают за правильную загрузку одноцепочечной ДНК на RAD51, человеческую версию RecA. Это позволяет предположить, что проблемы с HR могут лежать в основе высокой заболеваемости раком молочной железы у пациентов с наследственными дефектами BRCA1 или BRCA2. Команда надеется, что подобные находки приведут к новым направлениям исследований рака.

21.01.2024


Подписаться в Telegram



Здоровье

Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы

Слишком ранний возраст наступления менопаузы п...

Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад

Клетка похожа на шумный мегаполис, в ...

EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных

Генетическая сигнатура новорождённых может пре...

В Университете Льва Толстого разработали импортозамещающие лекарства
В Университете Льва Толстого разработали импортозамещающие лекарства

Ученые Центра технологического превосходства Т...

PNAS: Появилось новое понимание того, как мутации влияют на болезни
PNAS: Появилось новое понимание того, как мутации влияют на болезни

Многие статистические модели и алгоритмы&...

В ЛЭТИ представили алгоритм ранней диагностики патологий беременности
В ЛЭТИ представили алгоритм ранней диагностики патологий беременности

Разработка позволит прогнозировать протекание ...

Lancet Inf Dis: Материнские антитела мешают реакции на вакцину против малярии
Lancet Inf Dis: Материнские антитела мешают реакции на вакцину против малярии

Материнские антитела могут препятствовать реак...

Абсолютно новый метод блокировки опухолей разработали в Томске
Абсолютно новый метод блокировки опухолей разработали в Томске

Прототип препарата против метастазов создали у...

NatComm: Выяснилось, как транскрипция генов управляет движением в геноме
NatComm: Выяснилось, как транскрипция генов управляет движением в геноме

Учёные выявили связи между активностью генов, ...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Российские ученые предложили использовать вирус растений для лечения саркомы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
Menopause: Ученые заподозрили роль эстрогена в развитии астмы
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
AEM: Гибридный полупроводник позволит лучше понять спинтронику
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
FCoSc: Гигантские крысы поборются с незаконной торговлей дикими животными
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
В России разработали искусственные кости и новые методы лечения позвоночника
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
TE&E: Животные потребляют алкоголь чаще, чем мы думаем
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
Волнообразные упражнения со штангой: польза или вред
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
JA&FC: Сорго обогащает рацион питания биоактивными соединениями
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
Nature Communications: Жизнь все-таки можно повернуть назад
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
МАИ: Дроны-дефектоскописты уступают человеку в точности, зато берут скоростью
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
EBioMedicine: Создан инструмент для выявления сепсиса у новорожденных
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Численное моделирование повысит эффективность 3D-печати из стали 316LSi
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Создан особо пластичный алюминиевый сплав для высокотехнологичных отраслей
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Влияние цвета в архитектуре на самоконтроль человека: мнение эксперта МХПИ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ
Томские ученые представили цифровое решение для оптимизации НПЗ

Новости компаний, релизы

Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию
Регистрация сми на IV конгресс молодых ученых продлевается до 6 ноября
Фестиваль научных театров «Наука всем!» прошёл в Санкт-Петербурге
На старт! Внимание! MITEX!
Пироговская олимпиада для школьников по химии и биологии