Британские биологи выяснили, что ключевую роль в перезапуске процесса сборки новых копий ДНК играет белок USP50, регулирующий работу ферментов-геликаз и нуклеаз, связанных с "разматыванием" двойной спирали и отделением от нее "букв"-нуклеотидов. Нарушения в его работе приводят к появлению фатальных сбоев в процессе копирования генома, сообщила пресс-служба Бирмингемского университета.

"В процессе копирования молекул ДНК задействовано сразу несколько ферментов, которые отвечают за разделение двойной спирали и расщепление одинарных цепочек ДНК. Для того, чтобы этот процесс протекал корректно, клетка должна регулировать то, какие ферменты задействованы на разных фазах процесса репликации. Мы выяснили, что белок USP50 играет важную роль в этой регуляции", - заявила профессор Бирмингемского университета (Великобритания) Джоанна Моррис, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Профессор Моррис и ее коллеги совершили это открытие при изучении функций и свойств ферментов-геликаз из семейства RECQL, играющих важную роль в "разматывании" двойной спирали ДНК в процессе ее копирования и починки поврежденных участков генома. Мутации в этих генах значительно повышают риск развития большого числа форм опухолей, а также они часто ведут к развитию сразу нескольких тяжелых наследственных болезней.

Недавно ученые обнаружили, что одно из таких заболеваний, синдром Ротмунда-Томсона, оказался связан еще с одним классом ДНК-ферментов, нуклеазой DNA2, играющей важную роль в отщеплении нуклеотидов от копируемых цепочек ДНК. Это открытие натолкнуло биологов на мысль, что работа этих белков может быть взаимосвязанной и регулироваться общими механизмами.

Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали при помощи "нобелевской" системы ИИ AlphaFold структуру ферментов из семейства RECQL и нуклеазы DNA2 и их взаимодействия с другими человеческими клеточными белками, что указало на возможную связь этих молекул с еще одним белком, USP50. В прошлом он не связывался с регуляцией репликации ДНК, однако проведенные учеными опыты на клетках показали, что повреждение USP50 приводит к появлению серьезных сбоев в процессе сборки новых копий молекул ДНК.

Возникновение этих нарушений было связано с тем, что белок USP50 соединяется с белковой оболочкой ДНК и влияет на то, как часто с ее нитями могут взаимодействовать ферменты RECQL и DNA2. Появление мутаций в USP50 приводит к тому, что DNA2 очень часто начинает удалять нуклеотиды из растущих нитей ДНК, что ведет к появлению разрывов в двойной спирали и других фатальных дефектов в структуре генома. Последующее изучение этих повреждений поможет понять, как они способствуют развитию рака и прогерии (ускоренного наступления старости), подытожила профессор Моррис.

По материалам сайта ТАСС