Пятилетнее исследование, проведенное под руководством ученых из Шеффилдского университета, показывает, что фермент TDP1, известный своей ролью в ремонте поврежденной ДНК ядра клетки, влияет на восстановление дефектов митохондриальной ДНК (мтДНК).

Полученные результаты могут помочь в разработке новых методов лечения нейродегенеративных заболеваний и рака. Возможно, они повлияют на клинических успехи в области митохондриального донорства - создание эмбриона, в клетках которого есть генетический материал трех родителей.

Митохондрии генерируют энергию, которая необходима для клеточной активности. Они имеют свою собственную ДНК – генетический материал, необходимый для создания белков. Во время выработки энергии и получения белков образуется большое количество реактивных форм кислорода, которые постоянно атакуют ДНК митохондрий. Новые данные показывают, что митохондрии имеют собственные, постоянно активные «инструменты», благодаря которым сохраняется целостность ДНК. Каждый комплект этих инструментов имеет компоненты – ферменты, которые запечатывают разрывы. Они необходимы для выработки энергии.

Дефекты в восстановлении разрывов ДНК митохондрий влияют на жизненно важные органы, зависящие от энергии.

Исследования сосредоточены на том, как свободные радикалы вредят ДНК ядра клетки. Их влияние на митохондриальную ДНК менее понятно, несмотря на то, что повреждение мтДНК является причиной различных типов заболеваний, в том числе неврологических расстройств.

Здоровые митохондрии необходимы для регенерации тканей, и они влияют на эффективность трансплантации органов.

Команда исследователей определила механизм, посредством которого мтДНК может быть повреждена, а затем отремонтирована белком TOP1, отвечающего за распутывание цепочек мтДНК. Когда она запутывается, TOP1 разрывает и ремонтирует нити. Если свободные радикалы атакуют мтДНК, то белки TOP1 могут «попасть в ловушку» и затруднить восстановление.

Эти данные могут помочь в создании новых методов лечения митохондриальных заболеваний, повысив способность к восстановлению ДНК. Кроме того, использование ингибиторов TDP1, чтобы предотвратить выборочный ремонт мтДНК в раковых клетках.

Исследование показывает, что клиницисты должны оценивать функцию TDP1 и митохондриальной TOP1 перед митохондриальным донорством, чтобы гарантировать успех процедуры. Даже если новый эмбрион получил здоровую мтДНК от донора, он все еще может иметь дефектный TDP1 или митохондриальный TOP1 реципиента, поэтому повреждение мтДНК остается возможным в течение долгого времени, так же как и развитие болезни.

Дата публикации: 
вторник, мая 2, 2017