Penemuan perbaikan DNA dapat meningkatkan bioteknologi (dengan video)

02 Mar 2023 (Berita Nanowerk) Sebuah tim peneliti dari Michigan State University's College of Veterinary Medicine telah membuat penemuan yang mungkin berimplikasi pada strategi penyuntingan gen terapeutik, diagnostik dan terapi kanker, serta kemajuan lain dalam bioteknologi. Kathy Meek, seorang profesor di College of Veterinary Medicine, dan kolaborator di Cambridge University dan National Institutes of Health telah menemukan aspek yang sebelumnya tidak diketahui tentang bagaimana DNA double-stranded break diperbaiki. Protein kinase besar yang disebut DNA-PK memulai proses perbaikan DNA; dalam laporan baru mereka, dua kompleks protein DNA-PK yang berbeda dicirikan, masing-masing memiliki peran khusus dalam perbaikan DNA yang tidak dapat diasumsikan oleh yang lain. “Itu masih membuatku merinding,” kata Meek. "Saya tidak berpikir ada orang yang memprediksi ini." Temuan Meek dipublikasikan di Sel Molekul (“Dua kompleks sinaptik jarak jauh yang berbeda mempromosikan aspek pemrosesan akhir yang berbeda sebelum perbaikan kerusakan DNA dengan penggabungan akhir non-homolog”), jurnal berdampak tinggi yang mencakup proses seluler inti seperti perbaikan DNA.

[Embedded content]

Bagaimana DNA double-stranded break diperbaiki

DNA, cetak biru kehidupan, berbentuk spiral; Namun, ternyata DNA mudah rusak. Sinar ultraviolet, misalnya, dan banyak terapi kanker termasuk radiasi pengion dan obat spesifik lainnya semuanya dapat menyebabkan kerusakan pada DNA. Terkadang, hanya satu dari dua helai yang putus. Karena DNA masih disatukan oleh untai kedua, sel dapat memperbaiki DNA dengan cukup mudah — sel hanya menyalin informasi dari untai kedua. Lebih sulit bagi sel untuk memperbaiki kerusakan DNA ketika kedua untai rusak. Informasi berupa nukleotida dapat hilang dan harus ditambahkan kembali sebelum ujung DNA disatukan kembali. Jika sebuah sel memiliki beberapa DNA double-stranded break, ujung DNA dapat bergabung dengan pasangan yang salah. Jenis kesalahan ini sering dikaitkan dengan banyak jenis kanker. Pemutusan untai ganda juga bisa lebih sulit diperbaiki jika agen perusak DNA menyebabkan modifikasi kimiawi pada ujung DNA. Ujung DNA yang rusak sering disebut sebagai ujung yang “kotor”. DNA-PK dapat membantu memperbaiki DNA double-stranded break dengan salah satu dari dua cara. Untuk istirahat dengan informasi yang hilang, itu dapat menargetkan enzim yang dapat mengisi nukleotida yang hilang - seperti jarum dan benang yang menyatukan kembali DNA. Untuk ujung yang “kotor”, DNA-PK merekrut enzim yang dapat memotong DNA yang rusak sehingga ujungnya dapat disatukan kembali. Sebanyak ini sudah diketahui, tetapi pertanyaan kunci tetap tidak terjawab dalam literatur ilmiah — sampai sekarang: bagaimana DNA-PK mengetahui apakah akan mengisi atau memotong ujung pada jeda beruntai ganda?

Penemuan dua kompleks DNA-PK: Isi dan potong

Tim Meek dan kolaborator mereka sebelumnya menerbitkan studi struktural yang mengungkap dua kompleks DNA-PK yang berbeda, yang disebut dimer. Sementara banyak ahli genetika molekuler sudah menduga bahwa DNA-PK membantu menyatukan ujung-ujung DNA selama proses penyatuan kembali, banyak yang bertanya-tanya mengapa akan ada dua dimer, bukan hanya satu. Dalam studi baru mereka, Meek dan kolaboratornya menemukan bahwa dua dimer DNA-PK yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda; satu kompleks merekrut enzim yang mengisi informasi yang hilang, sementara yang lain mengaktifkan enzim pemotongan yang menghilangkan ujung yang "kotor". Tim juga menemukan bahwa kemanjuran perbaikan bergantung pada keseimbangan antara dua dimer.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php