Исследователи из Кёльнского университета обнаружили, что белковый комплекс препятствует восстановлению геномных повреждений в клетках человека, мышей и нематоды Caenorhabditis elegans. Кроме того, им впервые удалось успешно блокировать этот комплекс с помощью фармацевтического агента.
«Когда мы подавляем так называемый комплекс DREAM в клетках тела, включаются различные механизмы восстановления, что делает эти клетки чрезвычайно устойчивыми ко всем видам повреждений ДНК», — сказал профессор доктор Бьорн Шумахер, директор Института стабильности генома при старении и Болезнь в Кластере передового опыта CECAD Кельнского университета в области исследований старения.
ДНК, которая содержит наши генетические данные, нуждается в тщательной защите. Однако он находится под постоянной угрозой из-за факторов окружающей среды или нашего нормального метаболизма. Следовательно, восстановление ДНК жизненно важно для поддержания стабильности нашего генома и обеспечения правильного функционирования наших клеток.
«Наши результаты впервые позволяют нам улучшить репарацию ДНК в клетках организма и воздействовать на причины старения и развития рака», — добавил Шумахер. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования, пока эти результаты не смогут быть переведены в новые методы лечения пациентов. Исследование было опубликовано в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Повреждение ДНК приводит к старению и болезням
Наш генетический материал передается из поколения в поколение. Вот почему он особенно хорошо защищен в наших зародышевых клетках. Там работают высокоточные механизмы репарации ДНК, гарантирующие, что лишь очень немногие изменения в генетическом материале передаются потомству. Благодаря репарации ДНК наш человеческий геном был передан нам нашими предками на протяжении двухсот тысяч лет. Он всегда обеспечивал сохранение генетической информации. ДНК также постоянно восстанавливается в клетках нашего тела, но только на протяжении всей жизни человека.
Иногда дети рождаются с неисправными системами репарации ДНК, из-за чего они стареют быстрее и у них уже в детстве развиваются типичные возрастные заболевания, такие как нейродеградация и атеросклероз. В некоторых случаях они также имеют чрезвычайно повышенный риск развития рака. Все это последствия неправильного восстановления ДНК.
Комплекс DREAM предотвращает ремонт
Шумахер и его команда исследовали, почему клетки тела не имеют таких же механизмов восстановления, как зародышевые клетки. В экспериментах с нематодой C. elegans выяснилось, что белковый комплекс DREAM ограничивает количество механизмов репарации ДНК в клетках организма: комплекс присоединяется к планам построения ДНК, содержащим инструкции для механизмов репарации. Это не позволяет производить их в больших количествах. Зародышевые клетки, однако, не имеют комплекса DREAM. Следовательно, они естественным образом производят большое количество механизмов репарации ДНК.
У млекопитающих тоже есть комплекс МЕЧТЫ.
В дальнейших экспериментах с человеческими клетками в лаборатории (культуре клеток) ученые показали, что комплекс DREAM действует точно так же и в клетках человека. Им также удалось подавить комплекс DREAM с помощью фармацевтического агента. «Мы были очень рады увидеть тот же эффект, что и у C. elegans. Человеческие клетки были гораздо более устойчивы к повреждению ДНК после лечения», — сказал Артуро Бухаррабаль, постдоктор в команде Шумахера и ведущий автор исследования. Лечение комплексным ингибитором DREAM также продемонстрировало удивительные эффекты у мышей: ДНК в сетчатке мышей удалось восстановить, а функцию глаза сохранить. Тест проводился на мышах, которые, как и некоторые пациенты, преждевременно стареют и демонстрируют типичную дегенерацию сетчатки глаза.
ДНК-повреждения в космосе
Повреждение генома также играет важную роль в пилотируемых космических полетах из-за чрезвычайно высокого уровня радиации в космосе. Трудно представить более длительное пребывание в космосе без улучшенной репарации ДНК. Шумахер резюмирует: «Терапия, направленная на улучшение этого недавно открытого основного регулятора репарации ДНК, может снизить риск развития рака, поскольку гены остаются неповрежденными». Кроме того, снизится риск возрастных заболеваний, поскольку клетки могут выполнять свои функции только с интактным геномом.
No comments:
Post a Comment