Управление ритмом репликации ДНК позволит бороться с раком

Человеческие клетки на протяжении всей жизни делятся и создают новые. Исследователи из Университета Копенгагена впервые показали, как организм регулирует этот процесс и как можно управлять ритмом создания новых ДНК, чтобы уничтожать раковые клетки.

Новые ДНК появляются в клетках из нуклеотидов, вырабатываемых ферментами RNR. До сих пор ученые не до конца понимали, как именно ритм RNR и наличие правильного количества нуклеотидов соответствует темпу репликации ДНК, пока датские исследователи не проанализировали движение и регуляцию нуклеотидов. Это движение, как оказалось, следует тому же ритму, что и репликация ДНК — а когда он нарушается, клетки регулируют этот процесс.

Ученые под руководством профессоров Юрия Лукаса и Чунарама Чудхари обнаружили, что клетки реагируют даже на небольшие изменения в потоке нуклеотидов. Если происходит сбой, химический сигнал передает сообщение и репликация ДНК замедляется. Подобная коммуникация между становится возможной благодаря тому факту, что все места в геноме человека, которые активно копируют ДНК, содержат белок PRDX2, который чувствует химическую угрозу. Когда такое происходит, белок PRDX2 вырабатывает из ДНК акселератор TIMELESS, замедляющий темп копирования клетки. Это позволяет нуклеотидам нагнать синтез ДНК. Поэтому у нас почти всегда достаточно нуклеотидов для того, чтобы построить ДНК, что, в свою очередь, критически важно для копирования здорового генома без ошибок.

Это открытие проливает свет на развитие различных заболеваний, в особенности, на рак. Ученые показали, что могут деактивировать химический сигнал, который оповещает клетку о проблемах с производством нуклеотидов. В таких обстоятельствах клетки не могут замедлить процесс репликации. Это оказывает особенно разрушительное воздействие на клетки рака, у которых аномально большой геном и которые вынуждены копировать свою ДНК медленно. Увеличение темпа приводит к их гибели. О прорыве в понимании репликации ДНК сообщили летом американские ученые. Они вервые смогли наблюдать отдельные этапы репликации молекулы ДНК и обнаружили, что этот процесс содержит намного больше случайности, чем считалось ранее.