Механизмы окислительных повреждений ДНК раскрыли новосибирские ученые

Новосибирск. 17 марта. ИНТЕРФАКС-СИБИРЬ - Ученые Новосибирского института органической химии Сибирского отделения РАН (НИОХ) и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН (ИХБФМ) установили, что повреждения ДНК, связанные с окислением, геном исправляет по-разному, сообщает пресс-служба ИХБФМ.

Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда, опубликованы в престижном международном журнале Journal of the American Chemical Society.

"Полученные данные помогут лучше понять механизмы возникновения и предотвращения мутаций и усовершенствовать способы прогнозирования генетической предрасположенности к раку", - говорится в сообщении.

В ходе исследований, проведенных с использованием продвинутых методов ядерного магнитного резонанса, которые раньше не использовались для изучения поврежденной ДНК, выяснилось, что одно из главных повреждений ДНК ведет себя по-разному в зависимости от того, какие "буквы генома" его окружают.

Отмечается, что активные формы кислорода, образующиеся в процессе метаболизма, могут окислять ДНК, и азотистые основания - "буквы", которыми записаны инструкции в геноме - химически изменяются, и в дальнейшем это вызывает мутации, которые приводят к раку и старению.

Одним из самых распространенных повреждений ДНК является открытый в середине 1980-х годов 8-оксогуанин, возникающий при окислении гуанина - одного из четырех оснований, образующих ДНК.

Если в неповрежденной ДНК напротив гуанина в ДНК всегда стоит цитозин, то напротив 8-оксогуанина клеточными системами могут включаться либо цитозин, либо аденин.

В случае появления аденина возникает мутация, если специальная система репарации ("ремонта") ДНК не исправит эту ситуацию, при этом дефекты генов, отвечающих за удаление 8-оксогуанина, значительно повышают риск развития онкологических заболеваний.

В ходе исследований новосибирские ученые выяснили, что 8-оксогуанин напротив аденина держится внутри двойной спирали ДНК гораздо хуже, чем в паре с цитозином, поврежденное основание часто "выворачивается" из ДНК и становится видимым для белков репарации.

Напротив, в паре с цитозином и 8-оксогуанин, и обычный гуанин хорошо "спрятаны" внутри спирали, и для удаления поврежденного основания в такой ситуации потребуется совсем другой механизм узнавания.

"Мы впервые экспериментально показали, что такое открытие и закрытие пар с 8-оксогуанином очень сильно зависит от того, какие основания расположены напротив повреждения и вокруг него", - приводятся в сообщении слова соавтора исследования, завлабораторией геномной и белковой инженерии ИХБФМ Дмитрия Жаркова.

По мнению ученых, знание структуры и динамики повреждений в ДНК - первый шаг на пути к тому, чтобы понимать механизмы их исправления на молекулярном уровне и на этой основе создавать средства для повышения стабильности генома в нормальных тканях и для разрушения ДНК в раковых клетках.