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

New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз

По данным нового крупного исследования, провед...

JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты
JAMA: Скрининг PSA незначительно влияет на смертность от рака простаты

Крупнейшее на сегодняшний день исследован...

Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Используя современные методы тканевой инженери...

Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека
Frontiers in Allergy: Собаки способны учуять стресс по запаху дыхания человека

Чуткие носы собак способны распознать ранние п...

Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома
Cancer: Риск развития рака зависит от метаболического синдрома

Новое исследование показывает, что люди с...

Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Мигрирующие нейроны обладают конусом роста, ко...

Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком
Cell: Открыта новая роль нейтрофилов в борьбе с раком

В исследовании, опубликованном в журнале ...

IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни
IEEE: Экзоскелет поможет перенесшим инсульт вернуться к нормальной жизни

Портативное роботизированное устройство, котор...

NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний
NSMBio: Исследование проливает свет на истоки неврологических заболеваний

Новое исследование, проведенное группой ученых...

Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть
Journal of the American Heart Association: Сидячий образ жизни приближает смерть

Основываясь на десятилетних наблюдениях з...

Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни
Нервная анорексия у мужчин опасна для жизни

Нервная анорексия поражает как мужчин, та...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В двумерных сверхпроводниках открыта незаметная квантовая критическая точка
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса