Naprawa DNA

Zespół badaczy z Uniwersytetu Chicago zaprezentował sposób, w jaki dwa białka związane z procesem naprawy uszkodzonego DNA wykonują swoje zadanie. Badanie jednego z nich, występującego u człowieka, może mieć znaczenie w procesie tworzenia środków wspomagających leczenie nowotworów.

Jedno z białek, nazwane AlkB, odpowiada za naprawę uszkodzonego DNA u bakterii. Prof. Chuan He, główny autor badań, komentuje jego nietypowe właściwości: To bardzo interesujące, bo zwykle białka służące do naprawy DNA wiążą się z jego dwuniciową formą. Odkryto bowiem, że AlkB preferuje łączenie się z fragmentem cząsteczki DNA na odcinkach, gdzie tworzy ono formę jednoniciową (DNA składa się z dwóch połączonych ze sobą nici, wzajemnie dopasowanych do siebie pod względem struktury). Wynika to z faktu, że pojedyncza nić DNA jest znacznie bardziej elastyczna i dzięki temu dopasowuje się do narzuconej przez białko "formy", czyli zagłębienia w strukturze proteiny, do której wsuwa się DNA.

Być może odkrycie nie byłoby tak istotne, gdyby nie zastosowanie nowatorskiej metody analitycznej. Problem z badaniami białek podobnych do AlkB polega na tym, że wiążą one docelową cząsteczkę bardzo słabo, przez co trudno jest obserwować ich strukturę w stanie odpowiadającym wykonywaniu swojego zadania. Z tego powodu przeprowadzono specjalny proces, w którym zmuszono DNA i AlkB do połączenia się ze sobą silnymi wiązaniami chemicznymi, przez co ustabilizowano ich wzajemne położenie.

Połączone ze sobą cząsteczki poddano analizie krystalograficznej, tzn. określono dokładnie rozkład przestrzenny atomów wewnątrz cząsteczek. Udało się dzięki temu zdefiniować tzw. miejsca aktywne w strukturze AlkB, których zablokowanie powinno znacząco obniżyć aktywność proteiny. Prof. Phoebe Rice, pracująca w zespole jako ekspert z dziedziny krystalografii, pochwaliła pomysł kolegów: Zastosowana przez nich technika jest bardzo sprytna. To ładny przykład zastosowania chemii w celu rozwiązania ważnych zagadek z dziedziny biologii.

Zachęceni udanym eksperymentem, badacze zbadali (lub, jak wolą mówić sami krystalografowie, rozwiązali) w podobny sposób strukturę kolejnego białka, zwanego ABH2. Jest ono istotne z punktu widzenia medycyny, gdyż występuje u człowieka i odgrywa istotną rolę w procesie "samoobrony" złośliwych nowotworów człowieka przed chemioterapią (najczęściej zadaniem tego typu leczenia jest uszkadzanie DNA komórek nowotworowych, co prowadzi do ich obumierania). Odkrycie to otwiera drogę dla poszukiwania wyspecjalizowanych cząsteczek, które blokowałyby to białko i w ten sposób zwiększały podatność guza na leczenie.

Zarówno AlkB, jak i ABH2, usuwają tzw. grupy alkilowe, powstające w wyniku reakcji z prostymi związkami organicznymi, od DNA. Proces dołączania grup alkilowych jest niezwykle groźny dla stabilności genetycznej komórki - z jednej strony zagraża to zdrowym komórkom, lecz jednocześnie u człowieka jest on jeszcze bardziej szkodliwy dla komórek nowotworu, które - w przeciwieństwie do funkcjonujących prawidłowo - nie potrafią odtworzyć powstających uszkodzeń. Problem pojawia się, gdy nowotowór jest wyposażony w skuteczny system naprawy DNA - może się wówczas skutecznie bronić przed chemioterapią. Z tego powodu trwają poszukiwania nad sposobami ograniczenia aktywności systemów naprawczych wewnątrz guza. Mogłoby to znacznie zwiększyć skuteczność leczenia tych chorób.

Wojciech Grzeszkowiak


Wersja do druku

26.04.2008 r.

AMD żegna kolejnego wiceprezesa, 11:37

NTT: Transfer dotykowy, 9:36

26.04.2008 r.

John Cleese oceni dziwne kroki?, 11:40

Chiny internetową potęgą, 14:22