Tutkijat saavat ennennäkemättömän katsauksen DNA-vahinkoihin

Anonim

Washingtonin yliopiston tutkijat ovat kartoittaneet ultraviolettisäteilyn aiheuttamat vauriot DNA: n yksittäisillä yksiköillä, avaamalla uuden tien etsiessään, miten auringonvalo aiheuttaa ihosyöpä, ja mitä voidaan ehkäistä sen ehkäisemiseksi.

"Tämä tekniikka antaa sinulle melkein satelliittikuvan kaikista genomin haavoista", sanoi John Wyrick, DNA-korjaukseen erikoistunut WSU-geenitekijä ja vastaava kirjoittaja tämän viikon tutkimuksessa Kansallisen akatemian julkaisussa Proceedings of the National Academy of Sciences .

Wyrick ja WSU: n kollegat Peng Mao, Michael Smerdon ja Steven Roberts säteilivät hiivasoluja ja etsivät vahinkojen malleja yksittäisten emäspareiden tasolla, DNA-rakennuspalikoita, joiden järjestys toimii organismin suunnitelma. Jotkut genomin osat olivat vahingoittuneempia kuin muut, sanoi Wyrick, joka tarjoaa vihjeitä siitä, miten ja miksi vahinko ilmenee.

Wyrick käytti suurta DNA-mallia, joka oli tehty lukittavista muovista. Malli esittää DNA-säikeiden klassista kaksoishelixia, jotka kulkevat vastakkaisiin suuntiin nukleotidien kanssa, jotka liittävät toisiinsa säikeiden yli muodostamaan emäsparit.

Ihmisolun ytimen sisällä yksittäinen DNA-yksikkö ulottuu noin 6 miljardiin nukleotidiin. Säästävät tilan säästävästi, ne kiertyvät ympäröivinä rakenteina, joita kutsutaan histoneiksi ns. Nukleosomien muodostamiseksi.

Viime aikoihin saakka tutkijat etsivät vahinkoa tietyillä DNA-osuuksilla. Mutta käyttämällä tekniikkaa, jonka avulla he voivat kartoittaa genomin paljon tarkemmin, Wyrick ja hänen tiiminsä näkivät, että DNA oli vahingoittunut, kun se kohtasi histonista. Tutkijat ovat odottaneet tätä, mutta eivät ole koskaan ennen nähneet sitä niin yksityiskohtaisesti ja päätöslauselmassa.

Wyrick ja hänen kollegansa näkivät myös vähemmän vahinkoa transkription tekijöiden ympärillä, proteiineja, jotka sitoutuvat tiettyihin lyhyisiin DNA-osiin ja säätelevät geenien ilmentymistä säätämällä, mitkä geenit ovat päällä ja pois päältä.

Epäilemättä, transkriptiotekijät asettavat DNA: ssa kynsiä, jotka estävät sen vahingoittumiselta, hän sanoi. Kun DNA on vahingoittunut, voi olla vielä suurempia haavoittuvuuksia ja enemmän ongelmia, Wyrick sanoi.

"Se estää kaikenlaisia ​​prosesseja", hän sanoi. "Se estää replikaation, se estää transkription geenien ilmentymisen aikana. Jos sitä ei saada korjaamaan, se on hyvin haitallista solulle."

Wyrick sanoi, että hän nyt kysyy, onko samat vahintamallit nähtävissä suorissa mutaatioissa - korjaamattomista vahingoista, periaatteessa - tai syövistä, jotka voivat kasvaa niistä.

Wyrick korosti, että tämä työ on vain yksi askeleista, jotta saisimme paremman käsityksen siitä, miten syövät muodostavat. Mutaatioiden ja syövän taustalla olevien keskeisten toimijoiden tunnistaminen ei välttämättä johda välittömästi hoitoon, hän sanoi, mutta on tärkeää ymmärtää prosessi.

"On mahdollista, että jotkut näistä samoista mekanismeista, joita olemme nähneet hiivassa, voivat vaikuttaa vahingon määrään, joka muodostuu ja kuinka nopeasti se korjataan ihmissoluissa", hän sanoi. "Jos voisimme selvittää tämän, voisimme paremmin ymmärtää, millaisia ​​geenejä usein mutatoidaan, ja se voi ohjata puuttumista tien päällä."

Tutkimus sopii WSU: n Grand Challenges -aloitteeseen, joka kannustaisi tutkimusta, jotta voitaisiin käsitellä joitain yhteiskunnan monimutkaisimpia kysymyksiä. Se on erityisen tärkeä "kestävän terveydentilan" haasteena ja sen keskittymisessä taudin alkamiseen ja etenemiseen.

menu
menu