Исследователи истощают ключевой белок для репликации ДНК с использованием системы деградации белка

        

Исследователи из Токийского столичного университета и Института молекулярной онкологии (IFOM) FIRC в Италии преуспели в истощении И-1, ключевого белка для репликации ДНК, с использованием недавно разработанной условной системы деградации белка. Следовательно, они смогли получить беспрецедентный доступ к механизму, стоящему за тем, как И-1 работает во время репликации ДНК и пролиферации клеток в клетках позвоночных, демонстрируя, что И-1 имеет две разные функции во время репликации ДНК, опосредованной различными доменами И-1.

ДНК часто упоминается как «план жизни»; для того, чтобы живые организмы функционировали, жизненно важно, чтобы все ячейки имели один и тот же план. Это стало возможным благодаря процессу репликации ДНК, где ДНК точно копируется и распределяется до того, как клетка умножается. Репликация лежит в основе всего биологического наследования и поддерживается целым рядом биохимических путей, направленных на то, чтобы это происходило без ошибок и с правильной скоростью. Несоблюдение этого может иметь катастрофические последствия, в том числе рак: понимание конкретных механизмов этой очень сложной процедуры имеет первостепенное значение.

Белок AND-1 / Ctf4 является ключевым игроком в репликации ДНК и встречается в широком диапазоне живых организмов, от грибов до позвоночных. Ctf4 / AND-1 является существенным в некоторых организмах, но независимо от того, является ли он существенным геном для пролиферации клеток у позвоночных, экспериментально не показано. Более того, как потеря И-1 влияет на пролиферацию клеток, неизвестна.

. Чтобы ответить на этот вопрос, команда во главе с доктором Даной Бранзей из IFOM и профессором Коджи Хиротой из Токийского столичного университета объединила использование двух уникальных систем – ячейки DT40, типа птичьей клетки, которая особенно подходит к генной инженерии и системе ауксин-индуцибельного граната (AID), средство для осуществления селективного истощения целевого белка. При этом они успешно создали клеточную линию и-1-aid в которой модифицированная версия белка AND-1 деградирует через несколько часов после добавления ауксина, типа растительного гормона. Эта клеточная линия позволила им проанализировать острое последствие потери И-1, давая беспрецедентное представление о той роли, которую она сыграла.

Когда все сделано правильно, репликация ДНК должна приводить к образованию новых двухцепочечных спиралей ДНК. Авторы использовали просвечивающую электронную микроскопию (ТЭМ) для визуализации промежуточных продуктов репликации ДНК и наблюдали вновь синтезированную ДНК, имеющую аномально длинную одноцепочечную ДНК в точке разветвления вилки в отсутствие И-1. Они предположили, что это было связано с ферментом, расщепляющим ДНК, нуклеазой, нарушающим процесс разборки нитей. При дополнительном добавлении соединения, которое подавляет действие конкретной нуклеазы, MRE11, они смогли успешно вернуть аномальный фенотип вилки репликации и восстановить деление клеток, явно демонстрируя ключевую роль, которую играет AND-1, в предотвращении размножения ДНК ДНК нуклеазы во время репликации. Дальнейший анализ показал, что определенная часть белка, называемая повторами WD40, была ответственна за предотвращение накопления повреждения нити.

В дополнение к этим прорывным выводам, исследование подчеркивает успешное сочетание передовых методов для реализации условной инактивации конкретных белков; новые ячейки были разработаны в течение одного месяца. Это оставляет увлекательную перспективу применения метода для изучения других генов и процессов, которые в противном случае трудно поддаются таргетингу, что приводит к новому пониманию того, как работают клетки.

      

Source link