Столкновения на рельсах ДНК
Ученые из Новосибирского государственного университета провели исследование поведения ДНК-полимераз при столкновении с так называемыми пришитыми к ДНК белками. Полученные результаты дают основание для разработки искусственных ДНК-полимераз, которые можно использовать для различных целей. Работа новосибирских ученых опубликована в одном из ведущих международных междисциплинарных журналов PLoS ONE. Об этом сообщает пресс-служба НГУ.
Известно, что в клеточном ядре хранятся молекулы ДНК, в которых закодированы все инструкции для построения организма человека. Однако в ядре есть не только ДНК. Кроме нее там есть белки, которые выполняют разные функции: упаковывают ДНК в хромосомы, обеспечивают удвоение (репликацию) ДНК и чтение генетической информации и делают массу других вещей.
«Очень часто в процессе работы белки могут “пришиваться” к нашей ДНК, — объясняет аспирантка НГУ Анна Юдкина, одна из соавторов исследования. — Это может происходить и самопроизвольно, и из-за каких-то вредных внешних факторов, например радиации или солей тяжелых металлов, загрязняющих окружающую среду».
В результате такой «пришитый» к ДНК белок мешает клеточному аппарату, который отвечает за репликацию ДНК, и клетка может потерять кусок генома или вовсе погибнуть, будучи не в состоянии создать копию своего наследственного материала.
За репликацию ДНК в клетке отвечают специальные белки — ДНК-полимеразы. Они движутся по цепи ДНК, копируя ее. Новосибирские ученые под руководством заведующего лабораторией белковой инженерии доктора биологических наук Дмитрия Жаркова детально изучили, как ведут себя около десятка ДНК-полимераз из разных организмов, сталкиваясь во время работы с пришитыми к ДНК белками. Оказалось, что, хотя пришитые белки действительно представляют собой непреодолимое препятствие, некоторые ДНК-полимеразы способны достаточно далеко проталкивать мешающие им молекулы.
Результаты работы дают основание для разработки новых искусственных ДНК-полимераз, которые будут способны «проходить» сшивки белка с ДНК. В дальнейшем их можно использовать для многих целей, например при генетическом анализе ДНК из древних костей или из законсервированных медицинских образцов. В обоих случаях сшивки белков с ДНК представляют собой серьезную проблему, решение которой повысит точность анализа и позволит использовать меньше материала.