Ученые из Южнокорейского института UNIST и IBS впервые экспериментально показали, как белок LEM-3 действует как последний защитник, устраняя эти опасные связи буквально в последние секунды перед окончательным разделением клетки.

Профессор Антон Гартнер и исследователь Стефан Роллан раскрыли механизм, с помощью которого LEM-3 разрезает ДНК-перемычки в момент цитокинеза — финальной стадии деления.

Результаты опубликованы в издании Nucleic Acids Research.

Каждый день в нашем теле миллиарды клеток делятся, обновляя ткани. Кишечник полностью заменяет свои клетки за 1–3 дня, кожа — за 2–3 недели. Но если ДНК скопировалась не до конца или хромосомы запутались, между дочерними клетками могут остаться «нити» из генетического материала. Если их вовремя не убрать, это приведет к ошибкам в ДНК и, возможно, к раку.

Ранее команда обнаружила, что LEM-3 включается в работу, когда другие системы ремонта ДНК не справляются. Этот белок действует как молекулярные ножницы, прицельно разрезая перемычки в самой узкой точке — в середине делящейся клетки. Без него процесс деления нарушается.

Но оказалось, что LEM-3 — обоюдоострое оружие. Если он окажется не в том месте, например, внутри ядра, то начнет резать здоровую ДНК, что смертельно для клетки. Ученые нашли мутантную версию белка, которая вела себя именно так, убивая зародыш.

Исследование проводили на круглых червях C. elegans, но у людей есть почти идентичный белок — ANKLE1. Его мутации связывают с раком груди и кишечника.

Теперь, когда мы знаем, как работает этот механизм, можно искать способы контролировать его для борьбы с опухолями, — говорит профессор Гартнер.

Это фундаментальное открытие, но с прямыми медицинскими перспективами:

• Понимание причин рака — если ANKLE1 (человеческий аналог LEM-3) ломается, клетки накапливают ошибки в ДНК, что может запустить опухоль.
• Новые мишени для терапии — если научиться активировать или блокировать этот белок в нужный момент, можно предотвращать генетические поломки.
• Диагностика — мутации в ANKLE1 могут стать маркером для раннего выявления предрасположенности к некоторым видам рака.

Исследование проведено на червях, а у человека система защиты ДНК сложнее. Пока неясно, насколько механизм LEM-3 точно воспроизводится ANKLE1. Кроме того, белок работает в крайних случаях — значит, основную угрозу представляют другие факторы, которые еще предстоит изучить.

Ранее ученые проследили, как восстанавливается поврежденная молекула ДНК.