Результаты, опубликованные в журнале Genes Разработка предлагает ученым потенциальный способ найти и нацелить белки, которые раковые клетки используют для обхода терапии. Преимущество этого нового метода может заключаться в более эффективных и лучше переносимых классах противораковых препаратов.Исследование, возглавляемое Азизом Санкаром, доктором медицины, профессором биохимии и биофизики Сары Грэм Кенан, знаменует собой первый раз, когда ученые смогли составить карту восстановления повреждений ДНК по всему геному человека.
«Теперь мы можем сказать коллеге-ученому:« Расскажите нам о гене, который вас интересует, или о любом месте в геноме, и мы расскажем вам, как он восстанавливается », — сказал Санкар, соавтор и член группы. онкологический центр UNC Lineberger. «Из шести миллиардов пар оснований выберите место, и мы расскажем вам, как его отремонтировать».Когда ДНК повреждена, клетки используют множество ферментов, чтобы разрезать цепь ДНК и вырезать поврежденный фрагмент.
Затем другие ферменты восстанавливают исходную ДНК, чтобы клетки могли нормально функционировать. Ранее лаборатория Санкара использовала очищенные ферменты, чтобы выяснить, как этот процесс происходит в ДНК, поврежденной УФ-излучением и химиотерапевтическими препаратами, такими как цисплатин и оксалиплатин.В последние годы Майкл Кемп, доктор философии, исследователь из команды Санкара, обнаружил, что определенный белок, называемый TFIIH, прочно связывается с вырезанным поврежденным фрагментом ДНК в пробирке.
Но для того, чтобы эта информация была действительно полезной для биомедицинских исследователей, эксперимент необходимо было воспроизвести на человеческих клетках. Извлечение стабильного фрагмента TFIIH-ДНК оказалось трудным. Только после того, как научный сотрудник Цзиньчуань Ху, доктор философии, соавтор исследования генов Документация по разработке, поступившая в лабораторию Санкара, могла помочь команде Санкара выполнить задачу.
Путем серии сложных экспериментов с клетками кожи человека Ху подвергал клетки ультрафиолетовому излучению и использовал антитело против фермента TFIIH, чтобы изолировать ферментный комплекс с удаленным повреждением ДНК.
Затем он создал экспериментальные методы извлечения фермента, а также вырезанного фрагмента ДНК, с которым он был связан, из клеток.Фрагмент был достаточно стабильным, чтобы лаборатория Санкара могла его секвенировать. Затем Шира Адар, доктор философии, соавтор постдока и соавтор статьи, и Джейсон Либ, доктор философии, со-старший исследователь исследования, использовали свой опыт в области вычислительной биологии, чтобы проанализировать, где восстановление ДНК произошло во всем геноме и, таким образом, карта восстановления генома человека впервые.Поскольку ультрафиолетовое излучение и обычные химиотерапевтические препараты, такие как цисплатин, вызывают повреждение ДНК аналогичным образом, команда Санкара теперь использует свой новый метод эксцизионной репарации ДНК, называемый XR-Seq, для изучения клеток, пораженных цисплатином.
Они также надеются использовать его для изучения биохимических реакций на животных моделях с целью обнаружения конкретных механизмов, которые позволяют раковым клеткам восстанавливать повреждения ДНК, чтобы выжить.«Цисплатин — старый препарат, — сказал Адар. «Прямо сейчас он используется с другими лекарствами в качестве комбинированной терапии. Мы знаем, что эти лекарства делают раковые клетки более чувствительными к цисплатину. Но мы действительно не знаем, как они это делают.
Теперь у нас есть анализ, чтобы выяснить, как клетки» В настоящее время восстанавливается ДНК. Наша цель — сделать раковые клетки еще более чувствительными к существующим лекарствам, помогающим пациентам ».
Исследование также показало, что те части генома, которые, как ранее считали ученые, сделали очень мало, на самом деле являются частью этого процесса восстановления.На хромосомах ДНК формирует гены, которые создают белки — строительные блоки жизни. Между этими генами есть последовательности ДНК — простые биты генетической информации.«Люди думали, что эта ДНК ничего не делает», — сказал Адар. «Но оказывается, что белки связываются с этими другими последовательностями ДНК, и это влияет на другие близлежащие или далекие гены.
Наш анализ показывает, что эти регуляторные последовательности ДНК также восстанавливаются. Так что, если они восстанавливаются, то они» вероятно, важны. И теперь мы можем найти их местоположение по всему геному ".