Открытый белок восстанавливает поврежденную ДНК
Ученые обнаружили белок, который может напрямую предотвращать фатальное повреждение ДНК. Новое исследование также показывает, что теоретически белок может быть встроен в любой организм, что делает его перспективным кандидатом на вакцину от рака.
В небольшой, выносливой бактерии Deinococcus radiodurans был обнаружен белок C, отвечающий за повреждение ДНК.
Как обнаружили исследователи из Западного университета в Канаде, когда они вставили его в старую кишечную палочку, к своему удивлению, он фактически сделал бактерию более чем в 40 раз более устойчивой к УФ-излучению.
«Это, вероятно, редкий пример, когда у вас есть один белок, и он действительно работает как автономный механизм», — говорит биохимик Роберт Сабла.
Для ясности: неконтролируемое повреждение ДНК может привести к целому ряду заболевания. Например, ультрафиолетовое излучение может повредить ДНК в клетках кожи, увеличивая вероятность рака кожи, но способность предотвращать или восстанавливать клетки может стать следующим шагом в разработке вакцин.
«Возможность перестраивать, редактировать и манипулировать ДНК определенными способами — это святой Грааль биотехнологии», — объясняет Роберт Сабла. «Что, если бы у вас была такая система сканирования, которая могла бы отслеживать ваши клетки и восстанавливать повреждения по мере их возникновения?? Это могло бы стать основой для потенциальной вакцины от рака».
Недавно обнаруженная бактерия может выдерживать дозы радиации в тысячи раз больше тех, которые убивают человеческую клетку. Она также может выживать в течение длительного времени за пределами Международной космической станции и даже в условиях, сопоставимых с условиями на поверхности Марса.
«В случае человеческой клетки, если во всем геноме из миллиарда пар оснований есть более двух разрывов, она не может восстановить себя и умирает», — отмечает Роберт Сабла. — Но в этом случае уникальный белок помогает клетке восстановить сотни поврежденных фрагментов ДНК в единый геном.»
Во время своего исследования ученые использовали мощный рентгеновский луч. После чего они обнаружили, что белок сканирует ДНК на предмет повреждений на одной или обеих цепях. Когда он находит одноцепочечный или двухцепочечный разрыв, он встраивается и начинает искать другой разрыв того же типа.
По словам биохимика, среди многих преимуществ улучшения восстановления ДНК, адаптация этого белка может стать благом для генной инженерии, помогая разрабатывать вакцины против рака.
«Открытый белок — всего лишь один из сотен потенциально полезных белков в этой бактерии», — заключает Сабла. «Следующий шаг — двигаться вперед, чтобы посмотреть, что еще эта клетка использует для исправления своих собственных геном, потому что мы уверены, что найдем еще много инструментов, о которых мы понятия не имеем, как они работают или насколько они будут полезны, пока не посмотрим.”