Cercetătorii canadieni au descoperit o proteină care poate opri direct deteriorarea ADN-ului. Un nou studiu arată că proteina pare, teoretic, să poată fi integrată în orice organism, ceea ce o face un candidat promițător pentru un vaccin împotriva cancerului.
Proteina C de răspuns la deteriorarea ADN (DdrC) a fost descoperită într-o bacterie mică și rezistentă numită Deinococcus radiodurans.
DdrC pare să fie foarte eficientă în detectarea daunelor ADN, oprindu-le și alertând celula să înceapă procesul de reparare.
Cea mai importantă caracteristică a DdrC ar putea fi faptul că este destul de autonomă, făcându-și treaba fără ajutorul altor proteine.
Cercetătorii canadieni au descoperit o proteină care poate opri direct deteriorarea ADN-ului. Un nou studiu arată că proteina pare, teoretic, să poată fi integrată în orice organism, ceea ce o face un candidat promițător pentru un vaccin împotriva cancerului.
Proteina C de răspuns la deteriorarea ADN (DdrC) a fost descoperită într-o bacterie mică și rezistentă numită Deinococcus radiodurans.
DdrC pare să fie foarte eficientă în detectarea daunelor ADN, oprindu-le și alertând celula să înceapă procesul de reparare.
Cea mai importantă caracteristică a DdrC ar putea fi faptul că este destul de autonomă, făcându-și treaba fără ajutorul altor proteine.
Ar trebui să fie relativ ușor ca gena ddrC să fie transferată în aproape orice alt organism pentru a îmbunătăți sistemele de reparare a ADN-ului, după cum au descoperit cercetătorii de la Universitatea Western din Canada când au introdus-o în E. coli.
„Spre marea noastră surpriză, aceasta a făcut de fapt bacteria de peste 40 de ori mai rezistentă la deteriorarea cauzată de radiațiile UV”, spune biochimistul Robert Szabla, primul autor al noii lucrări.
„Acesta pare a fi un exemplu rar în care avem o singură proteină și aceasta este cu adevărat ca o mașină autonomă”.
Deteriorarea necontrolată a ADN-ului poate duce la o serie de boli. Razele ultraviolete (UV), de exemplu, pot deteriora ADN-ul din celulele pielii, crescând șansele de apariție a cancerului de piele. Capacitatea de a preveni sau chiar de a inversa această deteriorare ar putea salva vieți.
„Capacitatea de a rearanja, edita și manipula ADN-ul în moduri specifice este Sfântul Graal în biotehnologie”, spune Szabla.
„Ce s-ar întâmpla dacă am avea un sistem de protecție precum DdrC, care să patruleze celulele și să neutralizeze daunele atunci când acestea apar? Acest lucru ar putea constitui baza unui potențial vaccin împotriva cancerului”, a mai precizat cercetătorul canadian.
Bacteria D. radiodurans poate supraviețui unor doze de radiații de mii de ori mai mari decât cele suficiente pentru a ucide o celulă umană.
S-a constatat că aceasta poate supraviețui perioade lungi de timp în exteriorul Stației Spațiale Internaționale și poate chiar supraviețui în condiții comparabile cu cele de pe suprafața planetei Marte. Se pare că DdrC joacă un rol-cheie în această rezistență.
„În cazul unei celule umane, dacă există mai mult de două rupturi în întregul genom de miliarde de perechi de baze, aceasta nu se poate repara singură și moare”, spune Szabla.
„Dar în cazul DdrC, această proteină unică ajută celula să repare sute de fragmente de ADN rupte într-un genom coerent”.
Cercetătorii au folosit fasciculul puternic de raze X de la Canadian Light Source pentru a sonda forma 3D a DdrC și pentru a-și da seama cum își face magia.
Ei au descoperit că proteina scanează ADN-ul, căutând leziuni pe unul sau ambele helixuri de ADN. Atunci când găsește o ruptură a unei singure catene sau a unei catene duble, se leagă de aceasta și pornește în căutarea unei alte rupturi de același tip.
Odată ce localizează două rupturi monocatenare, DdrC se va lega de ambele și le va imobiliza, compactând segmentul de ADN. Bacteria DdrC face un lucru similar cu perechile de rupturi ale lanțului dublu, înfășurând cele două capete libere împreună pentru a forma un cerc – un fel de legare a unei bucle într-un șiret de pantofi.
Aceste acțiuni nu numai că previn agravarea daunelor, ci și semnalează mecanismelor de reparare a ADN-ului celulei să vină și să remedieze rupturile.
Printre numeroasele beneficii ale unei mai bune reparații a ADN-ului, adaptarea acestui mecanism ar putea fi un avantaj pentru ingineria genetică, ajutându-i pe cercetători să dezvolte vaccinuri împotriva cancerului și culturi rezistente la schimbările climatice.
„DdrC este doar una dintre sutele de proteine potențial utile din această bacterie”, spune Szabla.
„Următorul pas este să mergem mai departe, să vedem ce altceva mai folosește această celulă pentru a-și repara propriul genom – pentru că suntem siguri că vom găsi multe alte instrumente despre care nu avem nicio idee cum funcționează sau cum ar putea fi utile până nu le căutăm”, a menționat cercetătorul
Studiul a fost publicat recent în revista Nucleic Acids Research