BRCA1 – белок, играющий большую роль в развитии наследственного рака груди – является важной частью клеточной системы, которая восстанавливает разрывы двухцепочечной ДНК. Недавно исследователи из Японии обнаружили новый способ, которым клетки защищают концы разорванных цепочек ДНК, чтобы потом они правильно восстановились.
В исследовании, опубликованном в Cell Reports, учёные из университета Осаки (Osaka University) открыли, что белок фосфатаза 1 (PP1) связывается с разрывами двухцепочечных ДНК, чтобы как можно раньше запустить процесс, называемый негомологичным соединением концов, вместо того чтобы соединять разрывы с помощью гомологичных рекомбинаций.
Решение о том, каким способом восстановить разорванные ДНК, тщательно регулируется клеткой с помощью различных процессов. Один из таких задействует белок RIF1, который связывается с разорванными концами ДНК, предотвращает деградирование цепочки другими белками и восстанавливает её с помощью гомологичной рекомбинации.
«Двухцепочечные разрывы, которые не защищены комплексом белков RIF1, восприимчивы к переработке другими белками, что создаёт комплекс одноцепочечных ДНК, которые также могут быть восстановлены при помощи гомологической рекомбинации», – объясняет ведущий исследователь Шин-Яа Исобе (Shin-Ya Isobe). «Белок, названный шилдин (Shieldin), может связываться с концами одноцепочечных ДНК с помощью белка RIF1, предотвращая последующую переработку. Но мы подозревали, что на этот процесс влияют и другие факторы».
Чтобы определить другие факторы, которые могли бы помочь в защите только что разорвавшимся концам ДНК, исследователи использовали метод, называющийся протеомная масс-спектрометрия. Он использовался, чтобы понять какие белки взаимодействуют с RIF1.
«Мы обнаружили, что PP1 связывается с RIF1 на разорванных концах ДНК и что физическое взаимодействие между ними необходимо для того, чтобы остановить процесс связки белков, создающих одноцепочечные ДНК, с местами разрыва двухцепочечных ДНК», – объяснил Чикаши Обусе (Chikashi Obuse), старший исследователь.
Важно и то, что взаимодействие между PP1 и RIF1 предотвращает образование одноцепочечных «хвостов», с которыми связывается шилдин. Это означает, что PP1 начинает действовать раньше, чем шилдин, чтобы подтолкнуть клетку к процессу негомологичного соединения концов.
«Наши результаты показали новый механизм выбора пути для восстановления разорванных участков двухцепочечной ДНК, который действует на ранней стадии процесса восстановления», – говорит Исобе.
Учитывая то, что воссоединение разорванных концов двухцепочечных ДНК является невероятно важной особенностью для многих видов рака, понимание того, как клетка выбирает путь восстановления участков, помогает узнать новую информацию о развитии рака. Результаты исследования могут в дальнейшем помочь развить новые технологии для лечения наследственного рака груди и рака яичников.
Перевод: Мария Глушанина.
Редактор: Дарья Кутейникова.
Дизайн: Влад Фрост.