: 10.09.2024
Белок бактерии-экстремофила поможет восстанавливать повреждения нашей ДНК?
Каждую секунду в клетках возникает множество повреждений ДНК, и мы живы лишь потому, что клеточные системы репарации успевают их восстанавливать. Чемпион в этом «виде спорта» – экстремофильная бактерия Deinococcus radiodurans. Изучение механизмов репарации у этой бактерии, возможно, сможет совершить настоящую революцию, и не только в медицине
Бактерия Deinococcus radiodurans была обнаружена еще в 1956 г. при попытках использовать ионизирующее излучение для стерилизации консервированного мяса. Ее главным достоинством считалась поразительная устойчивость к действию радиации, а как выяснилось позже – и к другим неблагоприятным факторам среды, вызывающим повреждения ДНК.
Эффективная репарация («ремонт») ДНК у D. radiodurans обеспечивается несколькими механизмами. Внимание ученых привлек один из них, связанный с уникальным белком DdrC: ген, который его кодирует, не имеет аналогов у других бактерий, не относящихся к роду Deinococcus.
Ученые из Университета Западного Онтарио (Канада) определили трехмерную структуру DdrC, на основе чего смогли судить о его функционировании.
Оказалось, что этот белок сканирует ДНК на наличие одноцепочечных или двуцепочечных разрывов. Обнаружив один из них, он связывается с поврежденным участком и стабилизирует, «обездвиживает» его. Если разрыв произошел на одноцепочечной ДНК, DdrC способствует синтезу по ней второй нити ДНК. В случае двуцепочечного разрыва (самого серьезного повреждения ДНК) он закольцовывает и «уплотняет» этот участок пропорционально степени повреждения. Такие действия предотвращают дальнейшие нарушения цепочки ДНК и служат маячком, сигнализирующим другим системам клетки о проблеме.
DdrC имеет еще одну важную особенность. Как правило, белки образуют сложные сети, скоординированная работа которых позволяет им выполнять определенную функцию. Но DdrC, похоже, работает автономно. Чтобы проверить, может ли DdrC функционировать в качестве «подключаемого модуля» в составе систем репарации ДНК другого организма, исследователи добавили его к бактериям кишечной палочки. И все получилось – устойчивость кишечной палочки к ультрафиолетовому излучению выросла более чем в 40 раз!
По словам ученых, это означает, что теоретически ген DdrC может быть введен в любой организм (растения, животных, человека), в клетках которого он должен будет работать, повышая эффективность «ремонта» ДНК. И если это так, то перед этим подходом открываются поистине безграничные перспективы: от увеличения устойчивости сельскохозяйственных культур к экстремальным факторам среды до создания вакцин против рака.
Фото: https://www.flickr.com
Публикации по теме:
: 10.09.2024 
