Исследователи показывают, как можно манипулировать ритмом репликации ДНК, чтобы убить раковые клетки

        

Человеческие клетки делят и создают новые клетки на протяжении всей жизни. В этом процессе для создания новой ДНК необходим устойчивый ритмический источник блоков ДНК. Теперь исследователи из Копенгагенского университета впервые продемонстрировали, как человеческие клетки регулируют этот процесс, чтобы он не терпел неудачу и не вызывал болезни. Исследователи также показывают, как они могут манипулировать ритмом и предлагают, как это можно использовать в будущем для уничтожения раковых клеток. Исследование опубликовано в престижном журнале Science.

Новая ДНК образуется в клетках человека из крошечных строительных блоков, называемых нуклеотидами, продуцируемыми ферментом под названием RNR. До сих пор мы до конца не понимали, как именно ритм RNR и наличие нужного количества нуклеотидов совпадают с темпом репликации ДНК.

Теперь исследователи из факультета здравоохранения и медицинских наук в Копенгагенском университете определили поток и регуляцию нуклеотидов. Поток течет по тому же ритму, что и репликация ДНК – и когда этого не происходит, клетки регулируют процесс, чтобы выровнять два.

«Мы видим, что эти процессы следуют одному и тому же периодическому ритму. Мы обнаружили механизм, который мгновенно замедляет репликацию ДНК, когда RNR, нуклеотидная фабрика, выходит из этого ритма, но задолго до того, как подача нуклеотидов становится критически низкой, говорит профессор Jiri Lukas и исполнительный директор Центра исследований белков Novo Nordisk.

Строительные блоки догоняющие

Исследовательские группы во главе с профессорами Джири Лукасом и Чунарамом Чаудхари обнаружили, что клетка реагирует даже на небольшие изменения в потоке нуклеотидов. Если производство мешает, химический сигнал, состоящий из реактивных видов кислорода (ROS), распространяет сообщение, чтобы замедлить репликацию ДНК.

Их исследовательская работа; опубликованной сегодня в журнале Science сообщается, что такая связь между нуклеотидным питанием и скоростью репликации ДНК возможна благодаря тому, что все сайты в геноме человека, которые активно копируют ДНК, содержат белок под названием PRDX2, который воспринимает это химическое предупреждение .

Когда это происходит, белок PRDX2 выпускает ускоритель под названием TIMELESS из ДНК, и этот релиз замедляет темп, с которым клетка справляется с их ДНК. Более медленные репликации ДНК позволяют продуцировать нуклеотиды и возвращаться к одному и тому же ритму с синтезом ДНК. Из-за этого почти всегда достаточно нуклеотидов для создания ДНК, что является поворотным критически важным для копирования здоровых геномов без ошибок.

Высокая скорость убивает рак

Это открытие проливает свет на несколько болезней, но особенно важно в отношении рака. Исследователи показывают, что они могут деактивировать химический сигнал, предупреждающий клетки о проблемах с продуцированием нуклеотидов. В таких условиях клетки не могут замедлить процесс репликации, и исследователи предполагают, что это будет препятствовать распространению раковых клеток, поскольку они особенно уязвимы для высокой скорости репликации.

«Мы обнаружили, что раковые клетки копируют свою ДНК довольно медленно, потому что у них есть аномальные геномы, а репликация ДНК должна преодолеть многие препятствия. Когда мы удаляем их способность скопировать свои геномы медленно, раковые клетки умирают, потому что они тоже не могут справиться много ударов по их шаблонам ДНК », – говорит Кумар Сомаджит, Post.Doc и первый автор исследования.

Источник:

http://healthsciences.ku.dk/news/2017/11/researchers-exploit-rhythm-of-dna-replication-to-kill-cancer -клеток /

      

Source link