Исследователи из Испанского национального центра исследования рака (CNIO) во главе с Хуаном Мендесом, главой группы репликации ДНК, вместе с Луисом Бланко из Центра молекулярной биологии Северо-Очоа (CBM-CSIC) обнаружили, как новый человеческий фермент, белок PrimPol способен распознавать повреждения ДНК и облегчать их восстановление в процессе копирования ДНК, тем самым предотвращая необратимые и летальные повреждения клеток и, следовательно, организма.Результаты опубликованы в онлайн-издании журнала Nature Structural and Molecular Biology. Это исследование представляет собой продолжение предыдущего исследования, недавно опубликованного теми же исследователями в журнале Molecular Cell, в котором они описали существование и биохимические свойства фермента PrimPol.ДНК, которая находится в ядре клетки, является носителем генов, инструкций по эксплуатации, которые диктуют, как работает клетка. «Структура ДНК очень стабильна, за исключением периода репликации, который обычно занимает около восьми часов в человеческих клетках; в течение этого периода она становится более хрупкой и может сломаться», — говорит Мендес.
Таким образом, эти восемь часов критически важны для клеток: они должны обеспечить точность копирования ДНК, а в случае обнаружения ошибок или повреждения ДНК они должны восстановить их как можно эффективнее.Как избежать коллапсаДНК-полимеразы — это ферменты, ответственные за синтез новой ДНК. "Когда ДНК-полимераза обнаруживает препятствие в ДНК [химическое изменение, вызванное солнечным ультрафиолетовым излучением, например], копирование прерывается, и процесс останавливается до тех пор, пока ошибка не будет исправлена.
Это прерывание может вызвать разрывы в ДНК, транслокации фрагменты одних хромосом в другие и даже вызывают гибель клеток или злокачественную трансформацию », — говорит Мендес.Исследования, проведенные CNIO и CSIC, демонстрируют, что фермент PrimPol предотвращает прерывание процесса копирования при наличии повреждений: он распознает повреждения и пропускает их, и они восстанавливаются, когда копирование завершается.С точки зрения эволюции PrimPol — очень старый фермент, и похожие белки были обнаружены у архебактерий, одной из первых форм жизни, населявших Землю. «Миллионы лет назад условия жизни были более тяжелыми [высокая соленость, экстремальные температуры и т. Д.], Поэтому PrimPol, вероятно, адаптировался к синтезу ДНК в этих условиях, которые способствуют повреждению», — говорит Мендес, добавляя, что «взамен эти примитивные ДНК-полимеразы менее точны, чем более развитые системы копирования, и могут вносить мутации ».Ученые предполагают, что это увеличение количества мутаций могло сыграть ключевую роль в эволюции геномов, а также оказать влияние на старение клеток и развитие рака.
Выявив и охарактеризовав этот новый белок у людей, исследователи говорят нам, что они уже изучают его роль в развитии болезней.