Механизм контроля повреждений ДНК раскрыт

Исследователи определили механизм, который имеет решающее значение для выживания клеток в условиях генотоксического стресса. Новое открытие может помочь разработать новые подходы к борьбе с раком для улучшения эффектов химиотерапии, убивающих раковые клетки.


Повреждение ДНК происходит в наших клетках все время из-за внешних агентов, таких как воздействие солнца или внутренних агентов, таких как активные виды кислорода. Для того, чтобы обнаружить и отремонтировать повреждения ДНК, клетки эволюционировали ответ повреждения ДНК. Активация этого ответа лежит в основе целостности генома, что имеет решающее значение для предотвращения возникновения многих патологий человека, включая гематологические нарушения, нейродегенеративные заболевания и рак.

Повреждение ДНК вызывает переходные, но глубокие изменения в программах экспрессии клеточных генов. Предыдущая работа установила, что клетки должны прекратить транскрипцию генов РНК-полимеразой II, чтобы облегчить репарацию ДНК и ограничить производство аномальных транскриптов.

Исследователи из Университета Хельсинки добавили новую страницу в историю. Совместные усилия показали, что активация транскрипции генов одинаково важна для того, как клетки противостоят генотоксическому нападению.

Транскрипция типичного гена в многоклеточных организмах состоит из многих фаз. Вскоре после начала транскрибирования полимераза приостанавливается из-за действия негативных факторов удлинения транскрипции. Высвобождение паузы положительным фактором удлинения транскрипции стало критическим шагом, ограничивающим скорость, которая позволяет транскрипцию до конца гена.

Сочетание биохимических и полногеномных методов позволило исследователям обнаружить, что генотоксический стресс активирует в P-TEFb через RBM7, РНК связывающий белок, который ранее был связан содействием деградации РНК.

Затем активная киназа передислоцирует к хроматину, вызывая индукцию тысяч коротких блоков кодирования и транскрипции не-кодирвоания. Важно отметить, что авторы показали, что транскрипционный ответ имеет решающее значение для выживания стрессовых клеток. Когда они вмешались в ось RBM7-P-TEFb, клетки стали гиперчувствительными к повреждениям ДНК-индуцирующим агентам, что привело к их гибели.

Исследователям удалост выяснить, как и почему CDK9 активируется при генотоксическом стрессе. В конечном счете, альтернативы нет: клетки либо индуцируют транскрипцию генов, либо погибнут.

Во время кризиса клетки подавляют основную транскрипционную киназу, которая, в свою очередь, устраняет главный барьер для эффективного удлинения полимеразы на ключевых генах, способствующих выживанию и повреждению ДНК.

Как считают исследователи, оглядываясь назад, можно сказать, что некоторые фрагменты истории уже существовали, но с новыми экспериментальными подходами им удалось расшифровать критический транскрипционный путь и соединить точки.

Новая работа показывает, что процветание раковых клеток может зависеть от пристрастия к регуляторам экспрессии генов, включая транскрипционные киназы, такие как CDK9. Разработаны высокоспецифичные ингибиторы CDK9, некоторые из них уже проходят клинические испытания. Учитывая, что новое исследование выявило CDK9 в основе ответа на повреждение клеточной ДНК, авторы с оптимизмом смотрят на перспективы новых противораковых вмешательств.

Поскольку химиотерапевтические препараты могут активировать реакцию повреждения ДНК, вызванную препаратами, убийство раковых клеток может быть значительно усилено в сочетании со специфическими фармакологическими ингибиторами CDK9. Этот комбинаторный подход или его производные могут стать важным шагом вперед в борьбе с раком.

Источник