Ученые обнаружили РНК, которая эффективно восстанавливает ДНК клеток
Исследовательская группа из Баварии идентифицировала NEAT1, длинную некодирующую РНК, как ключевого участника в процессе восстановления ДНК. ДНК постоянно подвергается угрозам – от ошибок при делении клеток до воздействия внешних факторов, таких как солнечный свет и курение. К счастью, клетки обладают сложными механизмами восстановления для противодействия этим повреждениям.
Ученые обнаружили удивительную роль длинной некодирующей РНК, особенно NEAT1, в стабилизации генома. Их выводы показывают, что NEAT1 при высокой степени метилирования помогает клетке более эффективно распознавать и восстанавливать разрывы цепей ДНК. Каждый раз при делении клетки ее ДНК подвергается риску повреждения. Для завершения деления клетка должна скопировать весь свой генетический код, что может привести к случайным ошибкам. Но деление клеток – не единственная угроза. Со временем воздействие таких факторов, как солнечный свет, алкоголь и сигаретный дым, также может повредить ДНК, повышая риск развития онкологических и других заболеваний.
Команда ученых из Университета Юлиуса-Максимилиана в Вюрцбурге (JMU) в Баварии более детально рассмотрела один из сигнальных путей. Группа идентифицировала новый механизм реакции на повреждение ДНК, опосредованный через транскрипт РНК. Их результаты помогают расширить концептуальное представление о реакции на повреждение ДНК и более тесно связать его с метаболизмом РНК. Доктор Каспар Бургер, руководитель младшей исследовательской группы на кафедре биохимии и молекулярной биологии, отвечал за это исследование.
В исследовании ученые сосредоточились на так называемых длинных некодирующих РНК-транскриптах. Предыдущие данные предполагают, что некоторые из этих транскриптов действуют как регуляторы стабильности генома. Исследование было сфокусировано на ядерном обогащенном изобильном транскрипте 1, также известном как NEAT1, который обнаруживается в высоких концентрациях во многих опухолевых клетках. NEAT1 также известен своей реакцией на повреждение ДНК и клеточный стресс. Однако его точная роль в реакции на повреждение ДНК ранее была неясна.
Эксперименты, проведенные Каспаром Бургером и его командой, показывают, что частое возникновение двунитевых разрывов ДНК вызывает чрезмерное метилирование NEAT1, что приводит к изменениям во вторичной структуре NEAT1. В результате высокометилированный NEAT1 накапливается в некоторых из этих повреждений, чтобы стимулировать распознавание разорванной ДНК. В свою очередь, экспериментально вызванное подавление уровней NEAT1 задерживало реакцию на повреждение ДНК, что приводило к увеличению количества повреждений ДНК.
Сам NEAT1 не восстанавливает повреждения ДНК. Однако, как обнаружила команда из Вюрцбурга, он обеспечивает контролируемое высвобождение и активацию РНК-связывающего фактора восстановления ДНК. Таким образом, клетка может высокоэффективно распознавать и восстанавливать повреждения ДНК. Знание о роли метилирования NEAT1 в распознавании и восстановлении повреждений ДНК может открыть новые терапевтические возможности для опухолей с высокой экспрессией NEAT1.