Открытие белка, способного останавливать повреждение ДНК, может кардинально изменить биотехнологии.
Исследователи Западного университета сделали потрясающее открытие: они нашли белок, обладающий уникальной способностью останавливать повреждение ДНК. Это открытие может заложить основу для создания новых вакцин против рака и выведения сельскохозяйственных культур, способных справляться с суровыми условиями, вызванными изменением климата.
Этот белок, названный DdrC (от English DNA Damage Repair Protein C), был обнаружен в бактерии Deinococcus radiodurans, которая удивительным образом выживает при условиях, способных разрушить ДНК. Она может выдерживать во многие тысячи раз больше радиации, чем обычные человеческие клетки. Роберт Сзабла (Robert Szabla), ведущий исследователь проекта, отмечает, что Deinococcus также эффективно восстанавливает уже поврежденную ДНК.
По словам Сзаблы, можно провести аналогию с американским футболистом, играющим без защитного снаряжения — несмотря на регулярные травмы и переломы, он каждый раз чудесным образом восстанавливается перед следующей игрой. Основная роль DdrC заключается в процессе восстановления ДНК, что делает его ключевым элементом в механизме репарации.
Каждая клетка имеет свои механизмы для восстановления повреждений ДНК, однако у человека, если наблюдается более двух разрывов в миллиарде пар оснований генома, клетка не может восстановиться и погибает. DdrC, в свою очередь, помогает клеткам Deinococcus восстанавливать сразу сотни поврежденных фрагментов ДНК, возвращая структуру генома в целостное состояние.
Для изучения структуры DdrC команда использовала аппарат Canadian Light Source (CLS) в Университете Саскачеван, который является самым мощным источником рентгеновских лучей в стране. Исследование позволило ученым лучше понять механизмы, позволяющие DdrC нейтрализовать повреждения ДНК.
Одной из ключевых функций DdrC является способность «ловить» разрывы в ДНК. Работая как мышеловка, он не только нейтрализует повреждение, но и предотвращает дальнейшее ухудшение состояния ДНК. DdrC также действует как молекулярный маяк, сигнализируя клетке о наличии повреждений и призывая ее к восстановлению.
Интересно, что DdrC функционирует самостоятельно, без взаимодействия с другими белками, что делает его исключительным. В ходе экспериментов команда добавила DdrC в бактерию E. coli и обнаружила, что это увеличивает ее устойчивость к УФ-радиации более чем в 40 раз. Сзабла предполагает, что этот белок может эффективно работать как модуль в других системах репарации ДНК.
В теории, этот ген можно было бы внедрить в любые организмы — растения, животных или людей — что должно повысить эффективность их клеточных механизмов восстановления ДНК. Сзабла говорит: «Способность изменять и манипулировать ДНК — это священный Грааль в биотехнологиях».
Команда только начинает свои исследования Deinococcus. «DdrC — это лишь один из сотен потенциально полезных белков, найденных в этой бактерии, и в дальнейшем мы собираемся углубиться в изучение других механизмов, которые эта клетка использует для поддержания целостности своего генома», — подводит итог Сзабла.
Таким образом, открытие DdrC открывает перед учеными новые горизонты в мире биотехнологий и генной инженерии, предоставляя шансы на создание более эффективных вакцин и устойчивых к условиям окружающей среды сельскохозяйственных культур.
Спасибо, что были с нами!
Читайте нас еще и в телеграм-канале