Новосибирские исследователи выяснили роль фермента PARP2 в восстановительном процессе поврежденной ДНК

Изучение российскими учеными роли ферментов в восстановлении ДНК поможет управлять репарацией ДНК и даст информацию, которая потенциально может быть полезной при лечении онкозаболеваний.

Ученые Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН получили данные о вовлечении фермента PARP2 в процесс репарации (восстановления) поврежденной структуры ДНК в составе нуклеосомы и показали возможность постадийного контроля этого процесса. Полученная информация в значительной степени углубляет понимание механизмов регуляции репарации ДНК в клетке. Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports, издаваемом Nature Publishing Group.

В течение жизни на любой организм постоянно воздействуют различные химические факторы окружающей среды и процессов метаболизма, которые могут повредить ДНК. Хорошая новость состоит в том, что живые организмы умеют бороться с повреждениями ДНК: любая клетка имеет в своем арсенале набор механизмов для исправления повреждений ДНК различного типа и эти процессы сохраняют целостность генома. Белки семейства PARP ответственны за генерацию сигнала при возникновении повреждений в ДНК. Они способны синтезировать полимер поли(АДФ-рибозы), выполняющий функцию сигнала и одновременно каркаса, с которым взаимодействуют белки, участвующие в репарации. Роль фермента PARP1 в этом процессе интенсивно изучается, а информация о роли PARP2 и его взаимодействии c PARP1 на уровне хроматина практически отсутствует.

Ученые лаборатории биоорганической химии ферментов ИХБФМ СО РАН под руководством академика Ольги Лаврик получили экспериментальные данные, которые позволяют предположить, что фермент PARP1 инициирует начало репарационного процесса, а PARP2 определяет дальнейшую его регуляцию, а именно контролирует активность различных белков на отдельных этапах процесса репарации. Для изучения процесса была сконструирована нуклеосома — структура, моделирующая компактизованный участок хроматина.

«Мы считаем, что использование нуклеосомы в качестве минимальной структуры клеточного генома, а именно компактизованного участка хроматина, позволит нам проводить на другом уровне исследования процесса репарации ДНК и его регуляции с помощью ферментов семейства PARP», — отмечает Ольга Лаврик.

Результаты, полученные учеными Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, расширяют знания о детальном механизме жизнеобеспечения здоровых клеток и путях управления репарацией ДНК. Кроме того, потенциально эту информацию можно использовать для разработки более эффективной терапии онкозаболеваний.

Напомним, что один из подходов в лечении опухолей состоит в том, чтобы повреждать ДНК онкотрасформированной клетки и не давать ей восстанавливаться с помощью механизмов репарации. Ферменты семейства PARP являются важнейшими мишенями для конструирования онкопрепаратов-ингибиторов процессов репарации ДНК. Ученые смогут эффективно влиять на процесс репарации, если будут понимать фундаментальный механизм работы каждого из его участников на уровне хроматина.