Komórki wytworzyły w toku ewolucji złożone mechanizmy utrzymywania
integralności swojego materiału genetycznego. Jeśli dojdzie do
uszkodzenia DNA, np. wskutek napromieniowania, powstające pęknięcia obu
nici są naprawiane przez wyspecjalizowane enzymy. Błędy podczas naprawy
DNA mogą prowadzić do powstania nowotworu złośliwego.
Pęknięcia obu nici DNA nie są jedynymi zdarzeniami, związanymi z
uszkodzeniem DNA. Mogą też zachodzić zmiany struktury chromatyny w
pobliżu tych pęknięć. Uważa się, że ułatwiają one dostęp białek naprawy
DNA, które przywracają integralność genomu.
W tym kontekście zainicjowano finansowany przez UE projektu "Study of protein dynamics in living cells after DNA damage" (
LCS),
aby przeanalizować dynamikę zmian DNA, ze szczególnym uwzględnieniem
białek związanych z chromatyną. Naukowcy z projektu LCS chcieli
wyjaśnić, w jaki sposób proces rozwijania chromatyny jest koordynowany z
dostępem maszynerii naprawy DNA do pęknięcia.
W tym celu generowano uszkodzenia DNA poprzez napromieniowanie
in vitro ludzkich i mysich komórek, a następnie śledzono kinetykę
wybranych białek jądrowych metodą obrazowania fluorescencyjnego. Z
zastosowaniem odpowiednio przystosowanych technik bioinformatycznych
możliwe było określenie lokalizacji białek na podstawie zmian we
fluorescencji. Naukowcy poczynili ciekawą obserwację, że białko Oct-4
jest w stanie rozpoznawać zmiany DNA i że w miejscu pęknięcia podwójnej
nici gromadzą się dodatkowe czynniki transkrypcyjne.
Ponadto zespół badał wpływ modyfikacji epigenetycznych na naprawę
DNA. Stwierdzono, że po uszkodzeniu DNA zachodzi ogólna reorganizacja
wzorców epigenetycznych.
Podsumowując, wyniki badania LCS dostarczają fundamentalnej wiedzy
na temat mechanizmów naprawy uszkodzeń DNA. Wyniki te mogą znaleźć
praktyczne zastosowanie, ponieważ dostarczają wiedzy na temat rozwoju
nowotworów złośliwych i zdarzeń następujących po napromieniowaniu
komórki.
