Биохимики выяснили, как клетка подает сигнал о повреждении ДНК

Биохимики из Московского государственного университета раскрыли детали работы ключевого механизма клетки, который оповещает внутренние защитные механизмы и организм в целом о повреждении ДНК и необходимости ее починки или «самоуничтожения» клетки, и опубликовали результаты исследования в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Теперь мы хотим понять, как данный фермент включается в ответ на разрывы в одной из двух спиралей ДНК. Это поможет нам разработать новые подходы лечения и способы облегчения судьбы людей, которые страдают от синдрома Луи-Бар и других похожих на него болезней", — заявила Светлана Хороненкова с Химического факультета МГУ, одна из авторов статьи.

Как объясняют Хороненкова и ее коллега Григорий Дьянов, каждый день в каждой клетке нашего организма происходит по 10-20 тысяч мелких поломок в ДНК, которые приводят к разрыву ее спиралей. На эти поломки реагирует целый комплекс белков и сигнальных молекул, которые распознают их, оценивают возможность починки, соединяют разорванные нити или подают сигнал на самоликвидацию клетки.

Ключевую роль в борьбе с такими разрывами играет особый фермент АТМ, механизмы включения которого и роль оставались неясными до исследования авторов статьи. Хороненкова и Дьянов попытались выяснить, как работает этот фермент и почему нарушения в его работе вызывают гибель клетки.

Для этого ученые вырастили культуру клеток кожи и проследили за тем, как они реагировали на повреждение ДНК молекулами агрессивного окислителя. Это помогло им выяснить, что ATM реагирует на относительно безобидные единичные, а не на опасные двойные разрывы нитей ДНК, как считалось ранее.

Причиной подобного «алармизма» является то, что клетка просто не успевает починить все единичные разрывы до того момента, как начинается ее деление, так как процесс их ликвидации является достаточно медленным с химической точки зрения.

Когда клетка начинает копировать спираль ДНК, одиночные разрывы в ее структуре достаточно часто превращаются в двойные разрывы, что и вызывает гибель клетки. Таким образом, белок ATM позволяет предотвратить подобный исход, приостанавливая деление до тех пор, пока все единичные разрывы не будут ликвидированы.

Как полагают ученые, собранные ими данные должны помочь их коллегам понять, как возникает синдром Луи-Бар и другие генетически обусловленные болезни, связанные с мутациями в АТМ и других белках, участвующих в починке ДНК.