Международная группа ученых продемонстрировала с беспрецедентным уровнем детализации, как клетки отдают приоритет восстановлению генов, содержащих потенциально опасные повреждения. В исследовании, опубликованном в журнале Nature с участием ученых из Бристольского университета, Института Жака-Моно во Франции и Университета Рокфеллера в США, изучалось действие отдельных молекул, чтобы понять, как запускаются пути восстановления клеток.
Генетическая информация, которая формирует "буклет с инструкциями" для клеток кодируется в молекулярных строительных блоках ДНК и может быть поврежден мутагенами, такими как ультрафиолетовый свет или табачный дым, а также нормальным "износ" по мере старения клеток. Если их не исправить, такие повреждения могут убить клетки или заставить их изменить свое поведение и, возможно, вызвать болезнь.
Клетки защищают себя, производя белки, которые обнаруживают поврежденные строительные блоки, вырезают их и заменяют участком новой ДНК. Большинство клеток, включая бактерии и человека, содержат механизмы, обеспечивающие наиболее быстрое восстановление используемых в настоящее время генов.
Команда, возглавляемая доктором Теренсом Стриком из Института Жака Моно, Париж, использовала отдельные молекулы ДНК, растянутые в магнитном поле, чтобы наблюдать, как отдельные белки работают над активным поврежденным геном. Они обнаружили, что для устранения повреждения необходимо больше шагов, чем считалось ранее, и что продолжительность времени, в течение которого белки, считывающие ген, колеблются, когда достигают повреждения, вероятно, будет иметь решающее значение для успешного перехода к белкам, которые восстанавливают ген.
Доктор Найджел Савери из Школы биохимии университета, который руководил бристольской частью проекта, сказал: "Выяснение того, как различные части генома восстанавливаются с разной скоростью, имеет решающее значение для понимания таких разнообразных процессов, как формирование устойчивости бактерий к антибиотикам и паттерны мутаций, которые вызывают рак. Изучение этих процессов на уровне отдельных молекул позволило нам обнаружить важные шаги, которые скрыты, когда большое количество молекул изучается вместе."