Поживна речовина клітин впливає на поводження з пошкодженою ДНК - LABO ONLINE

Дієта для клітини

Підтримка ДНК у формі через брак поживних речовин

Клітини в основному здатні виправити спонтанно виникаючі помилки в генетичній інформації. Однак цей процес відновлення не завжди працює належним чином, тому в деяких випадках пошкоджена ДНК передається під час поділу клітини.

Зараз вчені Центру молекулярної біології Гейдельберзького університету (ZMBH) продемонстрували в дріжджових клітинах, що на механізм моніторингу відновлення і, отже, на якість ДНК впливає живлення клітини. Це може призвести до нових підходів до вдосконалення терапії раку, наприклад, за словами керівника дослідницької групи д-ра. Брайан Люк. Результати роботи були опубліковані в журналі "Cell Reports".

Кожна клітина містить генетичний матеріал у вигляді ДНК, в якому зберігається вся інформація про функції клітини. Для того, щоб отримати коректно функціонуючу дочірню клітину, ДНК слід скопіювати точно з кожним поділом клітини. Однак передачу пошкодженої генетичної інформації потрібно запобігати.

Компанія для статті

Теми в статті

Спеціальний аналіз в клітинній біології
Рапаміцин
Поділ клітини
Пошкодження ДНК
хіміотерапія
онкологія
Терапія раку

Для того, щоб розпізнати пошкоджену або дефектну ДНК та уникнути успадкування її дочірніми клітинами, клітини розробили механізми моніторингу. Ці так звані контрольно-пропускні пункти перешкоджають поділу клітин і дають клітині більше часу на відновлення пошкодженого генетичного матеріалу. Однак у деяких випадках ефективний ремонт неможливий навіть за умови активації пунктів пропуску. Якщо пошкодження ДНК зберігаються дуже довго, клітина вимикає блокпости, не чекаючи відновлення ДНК. Цей процес, відомий як адаптація, спочатку виявляється корисним для окремо взятої клітини, оскільки в кінцевому рахунку дозволяє подальший ріст. "Однак адаптація часто небезпечна для всього організму, оскільки невідремонтована ДНК може призвести до таких захворювань, як рак", - наголошує д-р. люк.

Молекулярні біологи Джулія Клермунд та Катаріна Бендер з дослідницької групи Брайана Луки знайшли спосіб запобігти клітинам вимикати свої контрольно-пропускні пункти. Це дає їм більше часу на відновлення, і в той же час запобігається передача дефектної ДНК дочірнім клітинам. Дослідники змогли показати, що надходження поживних речовин у клітинне середовище є важливим фактором, що впливає на цей процес: пошкоджені клітини, у яких є лише кілька поживних речовин, не пристосовуються, а зупиняють свій ріст за допомогою постійно активної контрольної точки.

Той самий ефект спостерігався при обробці пошкодженої ДНК рапаміцином. Це препарат, який пригнічує метаболічні сигнальні шляхи і таким чином імітує дефіцит поживних речовин. "Клітини, що перебувають у бідному поживними речовинами стані, були значно більш життєздатними в довгостроковій перспективі, мабуть, тому, що вони чекали на відновлення генетичної інформації перед поділом клітин", - пояснює Джулія Клермунд. "Ми припускаємо, що багате поживними речовинами середовище змушує клітини рости і ділитися, навіть якщо цього не робити, наприклад, тому що ДНК пошкоджена. З іншого боку, відсутність поживних речовин, очевидно, забезпечує, що клітини лише тоді" ризикують "ділитися. коли всі пошкодження будуть виправлені ", - додає д-р. люк.

На думку вченого з Гейдельберга, нещодавно дослідження США показали, що харчові дефіцити або лікування рапаміцином можуть продовжити життя клітин і навіть поліпшити ефективність деяких хіміотерапевтичних процедур. За словами Брайана Луки, робота в ZMBH може внести важливі деталі у з'ясування цих механізмів дії та показати підходи до подальшого вдосконалення.

Лікар. Люк досліджує в рамках альянсу DKFZ-ZMBH, стратегічної співпраці між Німецьким центром дослідження раку (DKFZ) та Центром молекулярної біології при Гейдельберзькому університеті. Його дослідницька група є членом Network Aging Research (NAR). Поточна робота спочатку фінансувалась програмою FRONTIER Руперто Кароли, а потім проводилась у рамках спеціальної дослідницької області "Клітинний контроль якості та обмеження шкоди" (SFB 1036). Джулія Клермунд та Катаріна Бендер - докторанти команди Брайана Луки.