Hvordan livet overlever:Forskere bekræfter den grundlæggende mekanisme for DNA-reparation

DNA-skader er en konstant trussel mod livet. Ultraviolet (UV) stråling fra solen, frie radikaler produceret som biprodukter af stofskiftet, og selv den simple slitage af cellulære processer kan alle skade DNA. Hvis den ikke repareres, kan denne skade føre til mutationer, celledød og endda kræft.

Celler har udviklet en række DNA-reparationsmekanismer for at beskytte sig selv mod denne skade. En af de vigtigste af disse mekanismer kaldes base excision repair (BER). BER reparerer skader på individuelle baser, DNA'ets byggesten.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet _Nature_ har forskere fra University of California, Berkeley og Howard Hughes Medical Institute bekræftet den grundlæggende mekanisme for BER. De fandt ud af, at et protein kaldet poly(ADP-ribose) polymerase-1 (PARP-1) er afgørende for BER. PARP-1 binder sig til beskadiget DNA og rekrutterer andre proteiner, der hjælper med at reparere skaden.

"Denne undersøgelse giver en grundlæggende forståelse af, hvordan celler reparerer DNA-skader," sagde undersøgelsens hovedforfatter Dr. Sanjay Kumar. "Denne viden kan føre til udviklingen af ​​nye behandlingsformer for kræft og andre sygdomme, der er forårsaget af DNA-skader."

Forskerne brugte en kombination af biokemiske og genetiske teknikker til at studere BER i humane celler. De fandt ud af, at PARP-1 binder til beskadiget DNA inden for få sekunder efter, at skaden opstod. Denne binding udløser en kaskade af begivenheder, der fører til reparation af skaden.

Forskerne fandt også ud af, at PARP-1 er påkrævet til rekruttering af andre proteiner, der er involveret i BER. Disse proteiner inkluderer DNA-polymerase β og ligase IIIα. DNA-polymerase β udfylder hullet i DNA-strengen, der skabes ved fjernelse af den beskadigede base, og ligase IIIα forsegler mellemrummet.

"Denne undersøgelse giver en detaljeret forståelse af de molekylære mekanismer af BER," sagde undersøgelsens seniorforfatter Dr. Stephen J. Elledge. "Denne viden kan føre til udviklingen af ​​nye terapier for en række sygdomme, der er forårsaget af DNA-skader."

DNA-skader er en væsentlig årsag til kræft, og BER er en nøglemekanisme, som celler bruger til at reparere denne skade. Ved at forstå de molekylære mekanismer i BER kan forskere muligvis udvikle nye lægemidler, der kan hjælpe med at forebygge eller behandle kræft.