کشف ترمیم DNA می تواند بیوتکنولوژی را بهبود بخشد (به همراه ویدیو)

کشف ترمیم DNA می تواند بیوتکنولوژی را بهبود بخشد (به همراه ویدیو)

تمبر زمان: 2 مارس 2023، 10:48 صبح
گره منبع: 1987323
02 مارس 2023 (اخبار نانوورکتیمی از محققان کالج دامپزشکی دانشگاه ایالتی میشیگان به کشفی دست یافته‌اند که ممکن است پیامدهایی برای استراتژی‌های ویرایش ژن درمانی، تشخیص سرطان و درمان‌ها و پیشرفت‌های دیگر در بیوتکنولوژی داشته باشد. کتی میک، استاد کالج دامپزشکی، و همکارانش در دانشگاه کمبریج و انستیتوی ملی بهداشت، جنبه ای ناشناخته قبلی از نحوه ترمیم شکستگی های دو رشته ای DNA را کشف کرده اند. یک پروتئین کیناز بزرگ به نام DNA-PK فرآیند ترمیم DNA را آغاز می کند. در گزارش جدید خود، دو کمپلکس پروتئینی متمایز DNA-PK مشخص شده‌اند که هر یک نقش خاصی در ترمیم DNA دارند که توسط دیگری قابل قبول نیست. میک می‌گوید: «این هنوز به من لرز می‌دهد. فکر نمی‌کنم کسی این را پیش‌بینی کند.» یافته های میک در منتشر شده است سلول مولکولی ("دو کمپلکس سیناپسی دوربرد متمایز جنبه های مختلف پردازش انتهایی را قبل از ترمیم شکستگی های DNA با اتصال انتهایی غیر همولوگ ترویج می کنند.") یک مجله با تاثیر بالا که فرآیندهای سلولی اصلی مانند تعمیر DNA را پوشش می دهد.

[محتوای جاسازی شده]

نحوه ترمیم شکستگی های دو رشته ای DNA

DNA، طرح اولیه زندگی، مانند یک مارپیچ است. با این حال، DNA به طرز شگفت آوری آسان است برای آسیب. برای مثال، اشعه ماوراء بنفش و بسیاری از درمان‌های سرطان از جمله پرتوهای یونیزان و سایر داروهای خاص، همگی می‌توانند باعث آسیب به DNA شوند. گاهی اوقات، تنها یکی از دو رشته می شکند. از آنجایی که DNA هنوز توسط رشته دوم کنار هم قرار دارد، سلول ها می توانند DNA را نسبتاً آسان ترمیم کنند - سلول ها فقط اطلاعات رشته دوم را کپی می کنند. هنگامی که هر دو رشته شکسته می شوند، ترمیم آسیب DNA برای سلول ها دشوارتر است. اطلاعات به شکل نوکلئوتید ممکن است از بین برود و باید قبل از اتصال انتهای DNA دوباره به آن اضافه شود. اگر یک سلول دارای چندین شکستگی دو رشته ای DNA باشد، انتهای DNA را می توان به شریک نامناسبی متصل کرد. این نوع اشتباه اغلب با بسیاری از انواع سرطان همراه است. اگر عوامل آسیب‌رسان به DNA باعث تغییرات شیمیایی در انتهای DNA شوند، ترمیم شکستگی‌های دو رشته‌ای نیز دشوارتر است. انتهای DNA آسیب دیده اغلب به عنوان انتهای "کثیف" شناخته می شود. DNA-PK می تواند به یکی از دو روش به ترمیم شکستگی های دو رشته ای DNA کمک کند. برای جدا کردن اطلاعات از دست رفته، می‌تواند آنزیم‌هایی را هدف قرار دهد که می‌توانند نوکلئوتیدهای از دست رفته را پر کنند - مانند سوزن و نخی که DNA را دوباره به هم می‌چسباند. برای انتهای "کثیف"، DNA-PK آنزیم هایی را به کار می گیرد که می توانند DNA آسیب دیده را قطع کنند تا انتهای آن دوباره به هم متصل شود. این مقدار از قبل شناخته شده بود، اما یک سوال کلیدی در ادبیات علمی بی‌پاسخ مانده بود - تا به حال: DNA-PK چگونه می‌داند که در یک گسست دو رشته‌ای، انتهای آن را پر کند یا قطع کند؟

کشف دو کمپلکس DNA-PK: پر کنید و قطع کنید

تیم میک و همکارانشان قبلاً مطالعات ساختاری را منتشر کرده بودند که دو کمپلکس مختلف DNA-PK به نام دایمرها را نشان دادند. در حالی که بسیاری از متخصصان ژنتیک مولکولی قبلاً مشکوک بودند که DNA-PK به نگه داشتن انتهای DNA در طول فرآیند اتصال مجدد کمک می کند، بسیاری از آنها تعجب کردند که چرا به جای یک دیمر، دو دیمر وجود دارد. میک و همکارانش در مطالعه جدید خود دریافتند که دو دیمر DNA-PK متمایز عملکردهای متفاوتی دارند. یکی از آنها آنزیم هایی را استخدام می کند که اطلاعات از دست رفته را پر می کنند، در حالی که دیگری آنزیم های برشی را فعال می کند که انتهای "کثیف" را از بین می برد. این تیم همچنین دریافتند که کارایی تعمیر به تعادل بین دو دیمر بستگی دارد.

تمبر زمان:

بیشتر از نانورک