Финансируемые ЕС исследователи обнаружили важный новый механизм, с помощью которого клетки отмечают и восстанавливают повреждения своей ДНК – неожиданный результат, который может улучшить лечение таких заболеваний, как рак.

Поврежденная ДНК внутри клеток может привести к развитию рака, нейродегенеративных нарушений и многих других заболеваний. Чтобы решить эту проблему, организмы эволюционировали, чтобы быстро пометить ряд «восстановительных белков» вблизи места повреждения химическими флагами. Этот процесс, известный как ADP-рибозилирование (ADPr), действует как система сигнализации для определения места, где требуется помощь.

ADPr настолько фундаментален для понимания того, как клетки справляются с повреждением ДНК, что некоторые химиотерапевтические препараты, разработанные для предотвращения работы ключевых ферментов, участвующих в процессе, уже используются для лечения определенных типов рака молочной железы, яичников и простаты , Тем не менее, лежащие в основе молекулярные механизмы ADPr все еще плохо изучены, что ограничивает нашу способность разрабатывать новые, более эффективные методы лечения.

Уже было известно, что флаги ADPr прикрепляются к определенным сайтам белков в поврежденных клетках, но неясно, где именно. Более поздние исследования показали, что флаги ADPr прикрепляются к ряду аминокислот – строительных блоков белков.

Первоначальной целью финансируемого ЕС проекта INVIVO_DDR_ADPR было сопоставление всех аминокислотных сайтов для флагов ADPr у червя Caenorhabditis elegans – предприятие, которое обещало полностью раскрыть молекулярные механизмы восстановления поврежденной ДНК. , Но после первых экспериментов исследователи обнаружили, что флаги ADPr также могут присоединяться к аминокислотам серина. В течение 50 лет не замечали, что это невероятно важный аспект процесса репарации ДНК; если ученые смогут понять регуляторные сети, лежащие в основе этого сложного биологического процесса, это даст новое понимание для улучшения лечения заболеваний, связанных с повреждением ДНК, включая рак.

Это может показаться мелкой деталью, но на клеточном «заводе» это важный механизм. Это похоже на обнаружение новой буквы в алфавите, который, как вы думали, вы знали, а именно в алфавите, который ячейка использует для отправки важных внутренних сообщений. "

Хуан Хосе Бонфиглио, исследователь, исследовательская группа INVIVO_DDR_ADPR, координируемая Иваном Матичем в Институте биологии старения Макса Планка в Германии

Улучшение восстановления ДНК для лечения болезней?

Поскольку этот вывод был настолько неожиданным, команда изменила некоторые конкретные цели проекта, чтобы сосредоточиться на этом новом открытии.

Они продолжили работу над молекулярным механизмом, с помощью которого сигнал ADPr «записывается» в аминокислоту серина и как он снова стирается. Их работа также показала, что маркировка серина играет очень важную роль в реакции клетки на повреждение ДНК.

Работа группы может дать важную информацию для улучшения лечения таких заболеваний, как рак, открывая новые возможности для улучшения и повышения эффективности механизмов восстановления ДНК.

Новые инструменты для науки

«Наше открытие показало, как важные открытия могут быть скрыты в научных« слепых зонах », – говорит Бонфиглио, который получил финансирование в рамках программы стипендий Марии Склодовской-Кюри в ЕС для этого проекта.

Необходимость в продвижении своих исследований также вынудила команду разработать новые инструменты, которые привели к двум патентным заявкам. К ним относится новый, первый подход к созданию антител, которые специфичны для сайтов и позволяют обнаруживать специфические сайты ADPr.

«Мы убеждены, что эти инструменты будут полезны не только для наших собственных проектов, но и для научного сообщества в целом», – говорит Бонфильо.