Ученые описали запуск «аварийной службы» ремонта ДНК в клетках
Ученые выяснили, как белок Treacle помогает клетке быстро собирать молекулярную «аварийную службу» для ремонта поврежденной рибосомной ДНК. Это важно для понимания защиты генома, развития наследственных болезней и возможной устойчивости опухолей к терапии.
Источник: Новости науки.
МОСКВА, 8 июля. /Новости науки/. Российские ученые описали механизм запуска ремонта ДНК в ядрышке клетки. Об этом сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Исследование показало, как клетки защищают рибосомные гены — участки ДНК, отвечающие за сборку рибосом, «фабрик» по производству белка. Эти гены работают особенно активно, поэтому чаще сталкиваются с разрывами и другими повреждениями. Ошибки при их восстановлении могут приводить к перестройкам хромосом и нарушать стабильность генома.
Ключевую роль в этом процессе, как выяснили исследователи, играет белок Treacle. Раньше он был известен прежде всего как участник образования рибосом, однако теперь ученые показали, что он также помогает организовать сигнальную платформу для ремонта ДНК. При повреждении генетического материала Treacle накапливает вокруг себя белок TOPBP1, а тот привлекает другие молекулы, участвующие в восстановлении ДНК.
«Мы выяснили, что в отсутствие Treacle белок TOPBP1 уже не может собираться в ядрышке в функциональные конденсаты. В этом случае клетка все равно пытается устранить повреждение рибосомной ДНК, однако начинает сильнее полагаться на менее точный путь восстановления, в результате чего повреждения устраняются не полностью или с ошибками», — рассказал заведующий лабораторией стабильности генома Института биологии гена РАН Артем Величко.
Авторы работы провели эксперименты на культуре человеческих клеток. Они искусственно «выключили» ген, отвечающий за синтез Treacle, и увидели, что в ядрышке исчезает TOPBP1 — один из важных регуляторов восстановления ДНК. Также ученые установили, что Treacle запускает этот механизм только при наличии особых химических «меток» — фосфатных групп, которые помогают ему взаимодействовать с TOPBP1.
Исследователи считают, что открытие поможет лучше понять, как клетка защищает повторяющиеся участки генома от повреждений. Кроме того, работа уточняет функции Treacle — белка, мутации в гене которого связаны с синдромом Тричера — Коллинза, редким наследственным заболеванием, сопровождающимся нарушениями развития черепно-лицевых структур.
В дальнейшем ученые планируют изучить роль Treacle в раковых клетках. По словам Величко, этот белок может менять их работу и, в зависимости от типа опухоли, делать клетки либо более уязвимыми, либо более устойчивыми к химиотерапии. Результаты исследования, поддержанного грантами РНФ, опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.
Исследование показало, как клетки защищают рибосомные гены — участки ДНК, отвечающие за сборку рибосом, «фабрик» по производству белка. Эти гены работают особенно активно, поэтому чаще сталкиваются с разрывами и другими повреждениями. Ошибки при их восстановлении могут приводить к перестройкам хромосом и нарушать стабильность генома.
Ключевую роль в этом процессе, как выяснили исследователи, играет белок Treacle. Раньше он был известен прежде всего как участник образования рибосом, однако теперь ученые показали, что он также помогает организовать сигнальную платформу для ремонта ДНК. При повреждении генетического материала Treacle накапливает вокруг себя белок TOPBP1, а тот привлекает другие молекулы, участвующие в восстановлении ДНК.
«Мы выяснили, что в отсутствие Treacle белок TOPBP1 уже не может собираться в ядрышке в функциональные конденсаты. В этом случае клетка все равно пытается устранить повреждение рибосомной ДНК, однако начинает сильнее полагаться на менее точный путь восстановления, в результате чего повреждения устраняются не полностью или с ошибками», — рассказал заведующий лабораторией стабильности генома Института биологии гена РАН Артем Величко.
Авторы работы провели эксперименты на культуре человеческих клеток. Они искусственно «выключили» ген, отвечающий за синтез Treacle, и увидели, что в ядрышке исчезает TOPBP1 — один из важных регуляторов восстановления ДНК. Также ученые установили, что Treacle запускает этот механизм только при наличии особых химических «меток» — фосфатных групп, которые помогают ему взаимодействовать с TOPBP1.
Исследователи считают, что открытие поможет лучше понять, как клетка защищает повторяющиеся участки генома от повреждений. Кроме того, работа уточняет функции Treacle — белка, мутации в гене которого связаны с синдромом Тричера — Коллинза, редким наследственным заболеванием, сопровождающимся нарушениями развития черепно-лицевых структур.
В дальнейшем ученые планируют изучить роль Treacle в раковых клетках. По словам Величко, этот белок может менять их работу и, в зависимости от типа опухоли, делать клетки либо более уязвимыми, либо более устойчивыми к химиотерапии. Результаты исследования, поддержанного грантами РНФ, опубликованы в журнале Nucleic Acids Research.
