Открыт ключевой механизм контроля репликации ДНК

Исследователи из Университета Осаки в Японии раскрыли ключевой механизм контроля репликации ДНК, который дают возможность лучше понять, как клетки регулируют  сохранность генетической информации. Это открытие открывает новые горизонты для изучения возникновения  многих заболеваний, в том числе рака.

Команда опубликовала свои результаты в июле в журнале EMBO Journal.

«Репликация ДНК инициируется из нескольких разных мест, известных как истоки репликации», - сказал автор Hisao Masukata, профессор биологии Высшей школы науки Университета Осаки.

Чтобы обеспечить точное копирование генетической матрицы клетки, репликация начинается в разное время и в разных местах. Генетический материал каждой клетки помещается в определенные хромосомы. Теломеры помогают гарантировать, что последовательности ДНК начинаются и заканчиваются в правильном порядке и в правильные времена.

Механизм, лежащий в основе этого пространственно-временного контроля ранее был неизвестен, но исследователи обнаружили его при изучении теломер.

«Связь между временем и пространством репликации хромосомной ДНК была долгосрочным вопросом, и до этого все наблюдения были неоднозначными», - сказал Masukata. - «Основная проблема, которую мы решили, заключалась в том, играет ли конкретное внутриядерное расположение роль в регуляции репликации ДНК».

Исследователи обнаружили, что теломеры не работают самостоятельно. Белки связываются с ними, прикрепляя сообщения о времени и других рабочих процессах. Один белок, называемый Taz1, имеет особое значение: он связывается с теломерами, а небольшое количество Taz1 связывается с внутренними областями хромосом. Исследователи смогли наблюдать внутренние области и теломеры, используя различные флуоресцентные белки, которые светятся разными цветами. Они использовали микроскоп, чтобы следить за их движением, поскольку внутренние области связываются с теломерами во время процесса репликации в живых клетках.

Они увидели, что Taz1 прикрепляет внутренние области к теломерам, как скрепка, которая предотвращает свободные перемещения.

Masukata назвал этот феномен «привязкой». Он связывает программу синхронизации репликации внутренних областей с последующей репликацией теломер. Однако он отметил, что происхождение репликации - расположение инициаций репликации - привязаны только к теломерам на начальных этапах клеточного цикла. Пока неясно, как «привязка» регулируется клеточным циклом.

Это исследование раскрывает механизмы понимания сложного процесса деления клеток, а главное механизмов защиты ДНК при репликации.

 «Наша конечная цель - понять принцип и значение [организации репликации ДНК]. Наши результаты подчеркнули важность теломер для структур и функций целых регионов хромосом», - сказал Masukata. - «Теломеры могут играть важную роль в различных уровнях архитектуры и функций хромосом».