loader
Срочные новости раздела
Исследователи обнаружили сложный процесс восстановления ДНК в геноме

Исследователи обнаружили сложный процесс восстановления ДНК в геноме

Исследователи из Университета Торонто обнаружили, что сложная система нитей, динамика жидких капель и белковых соединителей позволяет восстанавливать некоторые поврежденные ДНК в ядрах клеток, — пишет eurekalert.org.                             

Полученные результаты еще раз бросают вызов убеждению, что сломанная ДНК плавает бесцельно, и подчеркивают ценность междисциплинарных исследований в биологии и физике.

Восстановление ДНК помогает обеспечить стабильность генома, что, в свою очередь, позволяет клеткам функционировать и способствует здоровью всех организмов. Двухцепочечные разрывы ДНК особенно токсичны для клеток, и исследователи десятилетиями предполагали, что эти разрывы плавают внутри ядер клеток без направления, пока они не вызовут другие клеточные изменения или не произойдет фиксация.

Эта точка зрения начала меняться в 2015 году, когда Карим Мехайл и его лаборатория показали, что поврежденная ДНК может быть преднамеренно транспортирована «скорой помощью» моторного белка в «больницы» ДНК, обогащенные определенными факторами репарации в ядрах. Позже исследователи работали с инженерами аэрокосмической отрасли, чтобы показать, что после одного двухцепочечного разрыва ДНК отправляется на ремонт через длинные «автобаны» нитевидных микротрубочек, которые также движутся.

В текущем исследовании Мехайл и ведущий автор Роксана Ошидари рассмотрели дрожжевые клетки с множеством разрывов двухцепочечной ДНК и показали, что координация между более короткими типами нитей, микротрубочек и капель жидкости, состоящих из белков репарации ДНК, позволяет существовать центру восстановления ДНК.

«Капли жидкости работают с внутриядерными микротрубочками, чтобы стимулировать кластеризацию поврежденных участков ДНК, — говорит Мехайл — доцент кафедры лабораторной медицины и патобиологии в Университете Торонто. — Восстанавливающие белки на этих разных участках собираются в капельки, которые сливаются в более крупную центровую каплю, благодаря действию более коротких ядерных микротрубочек».

По словам Мехайла, эта более крупная капля, похожая на масло, ведет себя как паук, выпуская паутину звездчатых нитей, привязывающихся к более длинным автобанам, по которым поврежденная ДНК может транспортироваться в больницы ДНК.

Мехайл обратился к Насеру Ашгризу — профессору кафедры механического и промышленного машиностроения, чтобы измерить и понять роль капель в процессе ремонта ДНК.

Мехайл принес Ашгризу видео с каплями, который спроектировал его на большом экране в своем кабинете и подтвердил, что динамика жидкости, похоже, играет роль. Но общение между биологом и физиком было непростым делом. «Поначалу было очень сложно понять, что они делают, потому что наша терминология совершенно другая», — говорит Ашгриз.

Когда он и Мехайл использовали простой язык, чтобы описать, как ведут себя капельки, вещи начали обретать смысл. «Мы сосредоточились на физических аспектах капель, — говорит Ашгриз. — Физика, которая вызывает их движение и динамику, стала нашим общим языком».

После нескольких месяцев переговоров и экспериментов компьютерное моделирование неоднократно предсказывало, что более короткие нити будут двигаться как поршни, понижая давление в нуклеоплазме и создавая эффект всасывания, который приводит к слиянию капель. Мехайл и его команда подтвердили эту находку в своей лаборатории.

«Часто, когда мы углубляемся в особенности поля, мы отделяемся друг от друга, — говорит Ашгриз. — Объединение людей с разными взглядами может действительно улучшить понимание, и эта работа стала хорошим примером».

Мехайл и его команда также раскрыли другие важные свойства ремонтных капелек вместе с профессорами Университета Торонто Хеном Кейт Ли и Хейли Уайетт в отделе биохимии. Исследователи обнаружили, что самое удивительное открытие произошло после нескольких циклов слияния капель. «Это было очень странно и совершенно неожиданно, я до сих пор помню этот день», — говорит Мехайл. Роксана Ошидари заметила, что более крупные капли инициируют внутреннюю концентрацию строительных нитей, форсируя создание своего рода самоблокирующейся кирпичной дороги, которая вместе с нитями паутины позволяет ДНК цепляться за более длинные нити автобана.

По словам Мехайла, сложный процесс легко пропустить, если смотреть на места повреждения ДНК, в основном потому, что изображения в полевых условиях стали высоко автоматизированными. Большая часть программного обеспечения была настроена, чтобы увидеть то, что уже было увидено. «Мы не можем полагаться на старые способы наблюдения, — говорит он. — Нам нужно обновить наше программное обеспечение, а также вернуться к рассмотрению человеческим глазом, используя при необходимости моделирование».

Статья опубликована в журнале Nature Communications Источник: scientificrussia.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

Американским ученым удалось обернуть вспять биологические часы клеток при помощи специального коктейля, а затем успешно протестировать эти клетки на мышах, больных диабетом. Исследователи из
подробнее...

Коллектив ученых Санкт-Петербургского университета, Белорусского государственного университета, Центра медицинской химии Тольяттинского государственного университета и Брауншвейгского технического
подробнее...

Британские медики не нашли повторных следов появления ВИЧ в организме так называемого «лондонского пациента» – 40-летнего выходца из Венесуэлы, которому 3,5 года назад пересадили костный мозг. Это
подробнее...

Экзотические атомные ядра, называемые гиперядрами, обнаруженные с помощью детектора STAR, подтвердили симметрию между веществом и антивеществом. Результат также может указывать на внутреннее
подробнее...

РИА Новости. Американские палеонтологи сделали уникальное открытие — в бирманском янтаре, знаменитом своими многочисленными окаменелостями мезозойского возраста, они обнаружили череп крохотного
подробнее...

Астрофизики выявили химические изменения в атмосфере на границе между «дневной» и «ночной» сторонами планеты WASP-76b, которые приводят к осадкам в виде капель железа. Это первый случай, когда
подробнее...

Около 60 лет назад американский ученый-физик и лауреат Нобелевской премии Николас Бломберген (Nicolaas Bloembergen) предсказал возможность существования такого явления, как ядерный электрический
подробнее...

Молекулярные биологи впервые проследили за тем, как растения защищают свой хлорофилл от перегрева и разрушения. Для этого они используют каротены – пигментные молекулы красного цвета, которые
подробнее...

Орнитологи и физики СПбГУ вместе с коллегами из Института эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН и биостанции «Рыбачий» Зоологического института РАН провели междисциплинарное
подробнее...

С помощью телескопа «Хаббл» команда астрономов из Политехничесого университета Виргинии (Virginia Tech, США) обнаружила самые энергичные потоки, когда-либо наблюдавшиеся во Вселенной. Потоки исходят
подробнее...

Опыты немецких и швейцарских биологов показали, что различные обеззараживающие составы на основе этилового спирта быстро уничтожают коронавирус нового типа (SARS-CoV-2), если концентрация этанола или
подробнее...

Избранные астрономические события месяца (время всемирное):      1 апреля — Луна (Ф= 0,5+) проходит точку максимального склонения к северу от небесного экватора,1 апреля — Луна в фазе первой
подробнее...

Кроме того, исследователи из лаборатории Новосибирского научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» предоставили снимки капсидов нового коронавируса, сделанные методом негативного
подробнее...

Аргентинские палеонтологи нашли окаменевшее крыло древнего пингвина Palaeeudyptes gunnari. Необычность находки состоит в том, что сохранилась кожа крыла, и это позволило ученым изучить соединительную
подробнее...

Международная группа палеонтологов из Университета Флиндерс (Австралия) и Университета Квебека в Римуски (Канада) обнаружила в Канаде полный образец грудного плавника, который принадлежит древней
подробнее...

Изучив структуру центров зрения примитивных миног, биологи выяснили, что кора головного мозга появилась у древних позвоночных 500 млн. лет назад. Это на 300 млн. лет раньше, чем предполагали ученые.©
подробнее...

Биологи доказали, проанализировав видовое разнообразие всех отрядов и родов млекопитающих, что подвиды животных действительно играют ключевую роль в их эволюции, как об этом писал Чарльз Дарвин.©
подробнее...

Создание под названием Ikaria wariootia одним из первых на Земле обзавелось двусторонней симметрией. Ученые обнаружили у него рот, анус и кишечник, чего нет у других латерально-симметричных существ
подробнее...