Новое исследование, опубликованное 10 марта 2015 года в журнале eLife, показывает, что два белка играют неожиданную роль в репарации ДНК, возможно, защищая клетки от вызывающих рак мутаций, вызванных УФ-излучением.«Эти белки играют важную роль в реакции на повреждение ДНК», — сказала биолог TSRI Катя Ламия, старший автор исследования. «Со временем исследователи могут использовать эти знания для нацеливания на фармацевтическую продукцию».День и ночь
Человеческое тело ощущает свет и подстраивает его ритмы в соответствии с циклом день-ночь, который называется циркадными часами. Устали? Чувствуете голод? На эти ощущения сильно влияют циркадные часы организма.
Исследования показывают, что люди с необычным режимом сна, такие как бортпроводники или медсестры в ночную смену, подвержены риску определенных проблем со здоровьем.«Когда у вас нарушена регуляция ваших циркадных часов, вы более склонны к развитию какой-либо патологии, такой как диабет, рак или болезнь сердца», — сказала научный сотрудник TSRI Анн-Лор Хубер, которая была соавтором исследования. со Стефани Папп, аспирантом ЦНИИ.В новом исследовании группа исследователей изучила возможную причину этих различий в состоянии здоровья.
Они сосредоточились на роли белков, называемых криптохромами, которые, как полагают, произошли от активируемых светом ферментов репарации ДНК у бактерий.Криптохромы содержат светочувствительный пигмент флавин. Хотя криптохромы больше не активируются светом, они придерживаются дневного расписания, а стабильность белков криптохрома 1 (Cry1) и криптохрома 2 (Cry2) имеет решающее значение для работы циркадных часов.
В организме человека криптохромы больше не играют прямой роли в восстановлении ДНК, но они необходимы для регулирования уровня сахара в крови и производства белка в цикле день-ночь.Ремонт ДНКНовое исследование началось, когда исследователи отправились в то, что Ламия называет «рыболовной экспедицией». Они использовали метод, называемый протеомным скринингом, в сотрудничестве с лабораторией профессора Джона Йейтса TSRI, чтобы проверить широкий спектр белков, которые могут связываться с Cry1 или Cry2 из клеток мыши и человека.
Команда обнаружила, что Cry1 может связываться с Hausp, белком с известной ролью в регуляции противоракового белка, называемого p53. Скрининг также показал, что Hausp связывается с Cry2, но не так сильно, что позволяет предположить, что почти идентичные белки на самом деле выполняют разные роли, связанные с репарацией ДНК.«В большинстве случаев люди изучают их как избыточные белки, но мы показываем, что они выполняют разные функции в этом пути репарации ДНК», — сказал Ламия.
Последующие исследования генетической экспрессии показали, что Hausp стабилизирует Cry1, удаляя белковые цепи, которые запускают деградацию Cry1. Стабилизируя Cry1, Hausp предотвращает потенциальные ошибки в транскрипции ДНК, которые могут возникнуть при воздействии на ДНК радиации.«Это очень круто, — сказал Папп. «Эти белки могут чувствовать, что в клетках что-то не так».
Исследователи также обнаружили, что, когда они блокировали выработку Cry2 в клетках, клетки больше не активировали p21, белок, который останавливает деление мутантных клеток. «Это может означать, что клетки без Cry2 будут более восприимчивы к раку», — сказал Ламия.В совокупности эти результаты показывают, что хотя Cry1 и Cry2 больше не восстанавливают ДНК напрямую, они по-прежнему играют косвенную роль в процессе восстановления.
Эта новая связь между белками циркадных часов и восстановлением ДНК является ключом к пониманию того, как нарушение дневного и ночного циклов может нанести вред здоровью. Ламия сказала, что будущие исследования в ее лаборатории позволят изучить дополнительные роли криптохромов в организме.