Учени от БАН и световни институти по молекулярна биология изследваха

динамиката на 70 белтъка, поправящи генома

Голямо изследване разкри динамиката на 70 белтъка, участващи в поправката на ДНК, и предостави платформа за фундаментални промени в процеса и за оценка на действието на противоракови препарати.

ДНК е молекулата носител на наследствената информация в клетките. Тя е дълга над 2 м и в нея по специфичен начин са заложени всички черти и качества на човека. ДНК старее и с течение на времето по дължината ѝ съставните блокове се повреждат, което може да доведе до тежки болести като рак и до стареене на организма.

За да се справи с този сериозен проблем, клетката е развила сложни механизми с участието на стотици различни белтъци. Те действат в строга координация помежду си, за да поправят увредената молекула на ДНК максимално бързо и ефективно и без трайни последици за клетката и за организма. Макар че голяма част от поправящите белтъци са известни, не са ясни редът и скоростта, с която те действат на увреденото място.

Екип от изследователи от Института по молекулярна биология към БАН, СУ “Св. Кл. Охридски”, Макс Планк Института по молекулярна клетъчна биология и генетика (MPI-CBG), Биотехнологичния център и Медицинския факултет на Техническия университет в Дрезден и Департамента по математика към Университета на Пенсилвания разкриват колко бързо, в какъв ред и в какво количество се натрупват 70-те белтъка, участващи в ремонта на ДНК.

Този въпрос е от особено значение за биологията и медицината, тъй като много лекарства, използвани широко в онкологията, увреждат ДНК или потискат определени белтъци, участващи в поправката ѝ. Следователно разкриването на механизма как един лекарствен препарат повлиява на бързината, а оттам и на ефективността на ремонта, води до задълбочено опознаване на действието на това лекарство и загатва нови негови приложения ил странични ефекти.

Едно подобно противораково лекарство от най-ново поколение, което авторите на проучването изследват в статията, е талазопарибът. Тази молекула досега е показала изключително обещаващи качества за лечението на редица видове ракови заболявания като например рака на гърдата, рака на яйчниците и редица други.

Авторите показват, че добавянето на талазопариб към човешки клетки драстично променя последователността, в която белтъците идват да свършат работата си по ремонта на ДНК. Преподреждането и натрупването им под действието на талазопариб влияе на самия ремонт и играе съществена роля за противораковата ефикасност на лекарството.

Стойно Стойнов от БАН е бил гостуващ учен в MPI-CBG и стипендиант на фондацията "Александър фон Хумболт" в ТУ Дрезден. Той казва: “Това проучване създаде ресурс, който се оказа мощен инструмент за изследване на взаимодействието и координацията между пътищата за поправка на ДНК. Още по-важното е, че то може да послужи като модерна платформа за оценка на ефектите на противоракови лекарства, повлияващи процеса на поправката.”