Группа исследователей из Кельнского университета обнаружила белковый комплекс, который препятствует восстановлению поврежденной ДНК в клетках человека, мышей и червя нематоды. Ученые успешно нейтрализовали этот комплекс с помощью фармацевтического препарата. Черви — молодеют, а у мышей восстанавливается сетчатка.
Нематода Caenorhabditis elegans после облучения ультрафиолетом потеряла подвижность, но ее удалось восстановить.
В стареющем организме поломки ДНК плохо восстанавливаются. Это ведет ко многим заболеваниям
Ученые Кельнского университета обнаружили белковый комплекс, который препятствует восстановлению повреждений генома в клетках человека, мышей и нематоды Caenorhabditis elegans. И сумели блокировать его работу.
«Когда мы подавляем так называемый комплекс DREAM в клетках организма, включаются различные механизмы восстановления. Это делает эти клетки чрезвычайно устойчивыми ко всем видам повреждений ДНК, — говорит ведущий автор работы доктор Бьорн Шумахер.
Ремонт ДНК
Наш генетический материал передается из поколения в поколение. Именно поэтому он особенно хорошо защищен в наших половых клетках. Там действуют высокоточные механизмы восстановления ДНК, благодаря которым потомству передаются лишь очень немногие изменения в генетическом материале. Это всегда обеспечивало сохранность генетической информации.
Иногда дети рождаются с неработающей системой восстановления ДНК. Тогда они быстро стареют. Уже в детстве у них развиваются типичные возрастные заболевания, такие как нейродеградация и артериосклероз. В некоторых случаях у них повышен риск развития рака. Все это последствия того, что повреждения ДНК не восстанавливаются должным образом.
Шумахер и его команда исследовали, почему клетки взрослого организма не имеют таких же механизмов восстановления, как зародышевые клетки. В экспериментах с нематодой C. elegans ученые выяснили, что в этом виноват белковый комплекс DREAM. Именно он ограничивает восстановление ДНК во взрослых клетках. А вот в эмбриональных клетках комплекса DREAM просто нет. Поэтому они восстанавливают ДНК быстрее и точнее.
Млекопитающие и человек
В экспериментах с человеческими клетками ученые показали, что комплекс DREAM функционирует в клетках человека точно так же, как и у червей. Ученые смогли блокировать действие комплекса DREAM с помощью фармацевтического агента.
«Человеческие клетки после лечения оказались гораздо более устойчивыми к повреждениям ДНК», — говорит соавтор работы Артуро Бухаррабаль. Лечение ингибитором комплекса DREAM показало удивительный эффект у мышей: ДНК в сетчатке поврежденного глаза мыши была восстановлена, а функция глаза сохранена.
Испытания проводились на мышах, которые, как и некоторые пациенты, преждевременно стареют и демонстрируют типичную дегенерацию сетчатки глаза.
Методы восстановления генома играют важную роль в дальних пилотируемых космических полетах. В глубоком космосе — высокая радиация. Она довольно сильно воздействует на ДНК. Длительное пребывание в космосе без улучшения методов ремонта ДНК, скорее всего, приведет к разрушению ДНК, а это смертельно опасно.
Шумахер говорит: «Терапия, направленная на главный регулятор восстановления ДНК — белковый комплекс DREAM, может снизить риск развития рака, поскольку гены остаются неповрежденными». Кроме того, появится возможность снизить риск возрастных заболеваний, поскольку при неповрежденном геноме клетки смогут нормально выполнять свои функции.
Читать далее →
Свежие комментарии