Upptäckt av DNA-reparation kan förbättra biotekniken (w/video)

02 mars 2023 (Nanowerk Nyheter) Ett team av forskare från Michigan State Universitys College of Veterinary Medicine har gjort en upptäckt som kan få konsekvenser för terapeutiska genredigeringsstrategier, cancerdiagnostik och terapier och andra framsteg inom bioteknik. Kathy Meek, professor vid College of Veterinary Medicine, och medarbetare vid Cambridge University och National Institutes of Health har avslöjat en tidigare okänd aspekt av hur dubbelsträngade DNA-brott repareras. Ett stort proteinkinas som kallas DNA-PK startar DNA-reparationsprocessen; i sin nya rapport karaktäriseras två distinkta DNA-PK-proteinkomplex, som var och en har en specifik roll i DNA-reparation som inte kan antas av den andra. "Det ger mig fortfarande frossa", säger Meek. "Jag tror inte att någon skulle ha förutsett detta." Meeks fynd publiceras i Molecular Cell ("Två distinkta synaptiska komplex med lång räckvidd främjar olika aspekter av slutbearbetning före reparation av DNA-avbrott genom icke-homolog ändfogning"), en höginverkande journal som täcker kärncellulära processer som DNA-reparation.

[Inbäddat innehåll]

Hur repareras dubbelsträngade DNA-avbrott

DNA, livets ritning, är formad som en helix; DNA är dock förvånansvärt lätt att skada. Ultraviolett ljus, till exempel, och många cancerterapier inklusive joniserande strålning och andra specifika läkemedel kan alla orsaka skador på DNA. Ibland går bara en av de två trådarna av. Eftersom DNA:t fortfarande hålls samman av den andra strängen, kan celler reparera DNA:t ganska enkelt - cellerna kopierar bara informationen från den andra strängen. Det är svårare för celler att reparera DNA-skador när båda strängarna är brutna. Information i form av nukleotider kan gå förlorad och måste läggas till igen innan DNA-ändarna återförenas. Om en cell har flera dubbelsträngade DNA-avbrott kan DNA-ändarna förenas med fel partner. Denna typ av misstag är ofta förknippad med många typer av cancer. Dubbelsträngade brott kan också vara svårare att reparera om DNA-skadande medel orsakar kemiska modifieringar i DNA-ändarna. Skadade DNA-ändar kallas ofta för "smutsiga" ändar. DNA-PK kan hjälpa till att reparera dubbelsträngade DNA-avbrott på ett av två sätt. För avbrott med saknad information kan den rikta in sig på enzymer som kan fylla i saknade nukleotider - ungefär som en nål och tråd som syr ihop DNA:t igen. För "smutsiga" ändar rekryterar DNA-PK enzymer som kan skära bort det skadade DNA:t så att ändarna kan sammanfogas igen. Så mycket var redan känt, men en nyckelfråga förblev obesvarad i den vetenskapliga litteraturen - tills nu: hur vet DNA-PK om man ska fylla i eller skära av ändarna vid ett dubbelsträngat avbrott?

Upptäckt av två DNA-PK-komplex: Fyll i och klipp av

Meeks team och deras medarbetare publicerade tidigare strukturella studier som avslöjade två olika DNA-PK-komplex, kallade dimerer. Medan många molekylärgenetiker redan misstänkte att DNA-PK hjälper till att hålla ihop DNA-ändarna under återföreningsprocessen, undrade många varför det skulle finnas två dimerer, istället för bara en. I sin nya studie upptäckte Meek och hennes medarbetare att de två distinkta DNA-PK-dimererna har olika funktioner; ett komplex rekryterar enzymer som fyller i förlorad information, medan det andra aktiverar skärande enzymer som tar bort "smutsiga" ändar. Teamet upptäckte också att reparationseffektiviteten beror på jämvikten mellan de två dimererna.

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Källa: https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=62490.php