Η ανακάλυψη επισκευής DNA θα μπορούσε να βελτιώσει τη βιοτεχνολογία (w/video)

02 Μαρτίου 2023 (Ειδήσεις Nanowerk) Μια ομάδα ερευνητών από το Κολλέγιο Κτηνιατρικής του Κρατικού Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν έκανε μια ανακάλυψη που μπορεί να έχει επιπτώσεις στις θεραπευτικές στρατηγικές επεξεργασίας γονιδίων, στη διάγνωση και θεραπείες του καρκίνου και σε άλλες εξελίξεις στη βιοτεχνολογία. Η Kathy Meek, καθηγήτρια στο Κολλέγιο Κτηνιατρικής, και συνεργάτες στο Πανεπιστήμιο του Κέμπριτζ και στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας έχουν αποκαλύψει μια μέχρι τώρα άγνωστη πτυχή του τρόπου με τον οποίο επιδιορθώνονται οι ρωγμές των δίκλωνων DNA. Μια μεγάλη πρωτεϊνική κινάση που ονομάζεται DNA-PK ξεκινά τη διαδικασία επιδιόρθωσης του DNA. Στη νέα τους έκθεση, χαρακτηρίζονται δύο διακριτά σύμπλοκα πρωτεΐνης DNA-PK, καθένα από τα οποία έχει συγκεκριμένο ρόλο στην επιδιόρθωση του DNA που δεν μπορεί να αναλάβει το άλλο. «Ακόμα μου προκαλεί ρίγη», λέει ο Meek. «Δεν νομίζω ότι θα το είχε προβλέψει κανείς αυτό». Τα ευρήματα του Meek δημοσιεύονται στο Molecular Cell («Δύο ξεχωριστά συναπτικά συμπλέγματα μεγάλης εμβέλειας προάγουν διαφορετικές πτυχές της τελικής επεξεργασίας πριν από την επιδιόρθωση θραυσμάτων DNA με μη ομόλογη σύνδεση άκρου»), ένα περιοδικό υψηλής απήχησης που καλύπτει βασικές κυτταρικές διεργασίες όπως η επισκευή του DNA.

[Ενσωματωμένο περιεχόμενο]

Πώς επισκευάζονται τα δίκλωνα σπασίματα του DNA

Το DNA, το σχέδιο της ζωής, έχει σχήμα έλικας. Ωστόσο, το DNA είναι εκπληκτικά εύκολο να καταστραφεί. Το υπεριώδες φως, για παράδειγμα, και πολλές θεραπείες για τον καρκίνο, συμπεριλαμβανομένης της ιονίζουσας ακτινοβολίας και άλλων ειδικών φαρμάκων, μπορούν όλα να προκαλέσουν βλάβη στο DNA. Μερικές φορές, μόνο ένα από τα δύο σκέλη σπάει. Επειδή το DNA εξακολουθεί να συγκρατείται από τον δεύτερο κλώνο, τα κύτταρα μπορούν να επισκευάσουν το DNA αρκετά εύκολα — τα κύτταρα απλώς αντιγράφουν τις πληροφορίες από τον δεύτερο κλώνο. Είναι πιο δύσκολο για τα κύτταρα να επιδιορθώσουν τη βλάβη του DNA όταν σπάσουν και οι δύο κλώνοι. Οι πληροφορίες με τη μορφή νουκλεοτιδίων μπορεί να χαθούν και πρέπει να προστεθούν ξανά πριν τα άκρα του DNA επανασυνδεθούν. Εάν ένα κύτταρο έχει πολλαπλές θραύσματα δίκλωνου DNA, τα άκρα του DNA μπορούν να ενωθούν με λάθος συνεργάτη. Αυτό το είδος λάθους συνδέεται συχνά με πολλούς τύπους καρκίνου. Τα δίκλωνα σπασίματα μπορεί επίσης να είναι πιο δύσκολο να επιδιορθωθούν εάν οι παράγοντες που βλάπτουν το DNA προκαλούν χημικές τροποποιήσεις στα άκρα του DNA. Τα κατεστραμμένα άκρα του DNA αναφέρονται συχνά ως «βρώμικα» άκρα. Το DNA-PK μπορεί να βοηθήσει στην επιδιόρθωση των θραυσμάτων δίκλωνου DNA με έναν από τους δύο τρόπους. Για διαλείμματα με πληροφορίες που λείπουν, μπορεί να στοχεύσει ένζυμα που μπορούν να συμπληρώσουν τα νουκλεοτίδια που λείπουν - κάτι σαν μια βελόνα και μια κλωστή που συρράπτει το DNA ξανά μεταξύ τους. Για «βρώμικα» άκρα, το DNA-PK στρατολογεί ένζυμα που μπορούν να αποκόψουν το κατεστραμμένο DNA έτσι ώστε τα άκρα να μπορούν να επανασυνδεθούν. Αυτό ήταν ήδη γνωστό, αλλά ένα βασικό ερώτημα παρέμενε αναπάντητο στην επιστημονική βιβλιογραφία—μέχρι τώρα: πώς γνωρίζει το DNA-PK εάν πρέπει να γεμίσει ή να κόψει άκρα σε ένα δίκλωνο σπάσιμο;

Ανακάλυψη δύο συμπλεγμάτων DNA-PK: Συμπληρώστε και αποκόψτε

Η ομάδα του Meek και οι συνεργάτες τους δημοσίευσαν στο παρελθόν δομικές μελέτες που αποκάλυψαν δύο διαφορετικά σύμπλοκα DNA-PK, που ονομάζονται διμερή. Ενώ πολλοί μοριακοί γενετιστές ήδη υποψιάζονταν ότι το DNA-PK βοηθά στη συγκράτηση των άκρων του DNA κατά τη διαδικασία επανασύνδεσης, πολλοί αναρωτήθηκαν γιατί θα υπήρχαν δύο διμερή, αντί για ένα μόνο. Στη νέα τους μελέτη, η Meek και οι συνεργάτες της ανακάλυψαν ότι τα δύο διαφορετικά διμερή DNA-PK έχουν διαφορετικές λειτουργίες. Το ένα σύμπλεγμα στρατολογεί ένζυμα που συμπληρώνουν τις χαμένες πληροφορίες, ενώ το άλλο ενεργοποιεί ένζυμα κοπής που αφαιρούν τα «βρώμικα» άκρα. Η ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι η αποτελεσματικότητα επισκευής εξαρτάται από την ισορροπία μεταξύ των δύο διμερών.

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php