Megfejtették a DNS-javító mechanizmust

Az ilyen hibák kezelésének egyik mechanizmusa a DNS-törés által indukált replikáció (BIR vagy break-induced replication), ami összehegeszti az örökítőanyagot. Ez azonban rizikós folyamat, mert az összeillesztés során hibák kerülhetnek a DNS-be, amik például hosszú távon rák kialakulásához vezető mutációnak bizonyulhatnak.

Ez egy kétélű fegyver. A javítás képessége alapvetően jó, és bizonyos DNS-törések nem javíthatók másképp. A cél tehát jó, de a végeredmény rossz lehet

– magyarázza Anna Malkova, az Iowa Egyetem biológiaprofesszora. Malkova január közepén a Nature-ben publikált tanulmányában írta le a BIR működésének teljes folyamatát.

A tudomány eddig csak a folyamat kezdetét és végét ismerte pontosan. Ismert volt például, hogy a javítóapparátus egyfajta buborékot hoz létre a DNS sérülése körül, majd szétbontja az érintetlen szakaszokat, és új DNS-re másolja őket. Az Iowa Egyetem végzős diákja, Liping Liu által kifejlesztett Droplet Digital PCR nevű eljárással most végig tudták követni a folyamatot.

Képzeljen el egy vasútvonalat. Liping egy csomó állomást helyezett el a vonalon, és mindenütt nézte, hogy mi halad át. Mennyi DNS-többlet jelentkezett az egyes pontokon, és ebből összeállíthattuk a folyamatot

– mondja Malkova.

Mindez persze nem lett volna elég: a kutatócsoport az egyes állomásokon akadályokat képezett a folyamat előtt – például folyamatban lévő fehérjeátírást vagy telomér szekvenciát –, és megnézték, mi történik.

Kiderült például, hogy ha a folyamat már a kezdetnél egy folyamatban lévő transkripcióba fut (amikor a DNS-ben tárolt információ kiírása történik fehérjeelőállítás céljából), az egész javítás leáll. Az is feltűnt, hogy a későbbiekben a transkripció iránya és térbeli elhelyezkedése befolyásolhatja a javítás minőségét, ami fontos lehet a rák kialakulásában.

Tudtuk, hogy sok instabilitás van ott, ahol a gyakori átírás találkozik a replikációval. Eddig nem tudtuk, hogy mi okozza ezt a jelenséget

– mondta Malkova.

A probléma tehát ott keletkezik, amikor osztódás során folyamatban lévő átírásba ütközik a másolás.

A kutatásunk megmutatta, hogy a BIR ilyenkor siet segíteni, de az érkezése nagy árat követel. Ahol a BIR találkozik a transkripcióval, instabilitás kerülhet a rendszerbe, ami mutációkhoz vezet. Végeredményben: amiről azt gondoltuk, hogy a transkripció és a replikáció ütközése okozhatja a rákot, valójában a BIR közbelépése miatt történik. Menti a menthetőt, de kérdéses, hogy mennyit segít valójában

– emelte ki Malkova.