ДНК — молекула, несущая генетическую информацию, — может повреждаться из-за естественных процессов старения клетки, ультрафиолетового излучения или воздействия химических веществ. Повреждения могут включать разрывы цепочек ДНК. Если эти разрывы не будут исправлены, в молекуле возникают мутации, способные привести к серьезным заболеваниям, включая рак. Для борьбы с повреждениями клетки используют сложные системы восстановления с участием специализированных белков.
Ученые из Института Хубрехта впервые детально изучили, как клетки человека восстанавливают поврежденную ДНК. Они выяснили, что механизмы восстановления ДНК варьируются от клетки к клетке. Это делает необходимым изучение этих процессов на уровне отдельных клеток.
«Найти разрыв в ДНК — сложная задача», — объясняет Ким де Лука, ведущий автор исследования. «Мы не знаем точно, где возникает повреждение и почему некоторые участки восстанавливаются труднее. Наш подход позволил ответить на эти вопросы».
Используя современные технологии, специалисты составили карту участков, где белки прикрепляются к поврежденной ДНК. В отличие от предыдущих работ, основанных на анализе среднего показателя для группы клеток, новый метод позволил обнаружить уникальные и редкие способы восстановления ДНК.
Исследование также выявило, что ДНК восстанавливается через кооперацию белков. Эти белки формируют «хабы» — своеобразные центральные точки, где собираются сразу несколько поврежденных участков ДНК.
«Эти хабы напоминают «станции техобслуживания», где люди объединяются, чтобы чинить сломанные вещи», — поясняет де Лука. «Централизованный процесс делает восстановление более эффективным. В одном таком хабе могут одновременно исправляться до шести повреждений».
Открытия в области восстановления ДНК могут стать основой для новых, более эффективных методов лечения заболеваний, связанных с повреждением ДНК, таких как рак и генетические расстройства.
«Понимая, как именно клетки восстанавливают разрывы ДНК, мы можем нацеливаться на конкретные механизмы восстановления», — говорит де Лука. «Это позволит создавать препараты, которые будут точнее воздействовать на поврежденные участки, минимизируя побочные эффекты».
Работа ученых позволяет по-новому взглянуть на процессы восстановления ДНК и показывает, насколько важно изучение клеточных механизмов на микроуровне для разработки передовых методов терапии. Точечное вмешательство в процесс восстановления ДНК дает надежду на более безопасные и эффективные подходы к лечению множества заболеваний.
Ранее эксперты разработали новый способ выращивания органов из стволовых клеток.
