Когда цисплатин или оксалиплатин — общие химиотерапевтические препараты, поражают раковые клетки, они повреждают ДНК, так что клетки не могут реплицировать. Но у клеток есть способность восстанавливать ДНК. Противораковые препараты не столь эффективны, как нужно пациентам. Ученые-онкологи разработали метод для нахождения участков, где происходит ремонт ДНК на протяжении всей человеческой ДНК.

Исследователи, во главе с доктором медицинских наук Азизом Санкаром и профессором биохимии и биофизики Сарой Грэм Кенан, впервые смогли составить карту ремонта повреждений ДНК на протяжении всего генома человека.

Когда ДНК повреждена, клетки используют много ферментов, чтобы сократить цепь ДНК и вырезать поврежденный фрагмент. Затем другие ферменты ремонтируют исходную ДНК так, чтобы клетки могли функционировать должным образом. Ранее лаборатория Санкара использовала очищенные ферменты, чтобы проследить, как этот процесс происходит в ДНК, поврежденной УФ-облучением и химиотерапевтическими препаратами, как цисплатин и оксалиплатин.

В последние годы Майкл Кемп, кандидат медицинских наук, научный сотрудник в команде Санкара, обнаружил, что особый белок, называемый TFIIH, плотно связан с удалением поврежденного фрагмента ДНК в пробирке. Но для того, чтобы информация была действительно полезной для биомедицинских исследований, эксперимент необходимо повторить в клетках человека. Извлечь стабильный фрагмент TFIIH-ДНК оказалось трудно. Только постдокторант Цзиньчуань Ху, присоединившийся к команде Санкара, смог реализовать поставленную задачу.

Через серию сложных экспериментов с клетками кожи человека, подвергая клетки ультрафиолетовому облучению и используя антитела против фермента TFIIH, Ху изолировал ферментный комплекс с удаленным повреждением ДНК. Затем он создал экспериментальные методы, чтобы вытянуть фермент и вырезать фрагмент ДНК.

Фрагмент был достаточно стабилен, чтобы упорядочить его. Затем Шира Адар и Джейсон Либ, используя вычислительную биологию, проанализировали, где произошла репарация ДНК на протяжении всего генома, и, таким образом, впервые создали карту ремонта генома человека.

«Цисплатин — старый препарат, — сказал Адар. – Сейчас он используется с другими препаратами в комбинированной терапии. Мы знаем, что эти препараты делают раковые клетки более чувствительными к цисплатину. Но мы не знаем, как они делают это. Теперь мы знаем, как восстанавливаются клетки ДНК. Наша цель — сделать раковые клетки более чувствительными к существующим препаратам, чтобы помочь пациентам».

Исследование также показало, что участки генома, которые ранее считались маловажными, на самом деле являются частью процесса ремонта.

На хромосомах ДНК образует гены, которые создают белки — строительные блоки жизни. Между этими генами есть последовательности ДНК — простые биты генетической информации.

«Люди думают, что ДНК ничего не делает, — сказал Адар. — Но оказывается, что белки связываются с последовательностями ДНК, и это влияет на другие близлежащие или далекие гены. Наш анализ показывает, что регуляторные последовательности ДНК также ремонтируются. Так что, если они ремонтируются, значит, они важны. И сейчас мы можем найти их местоположение по всему геному».