Ново проучване, публикувано в Aging Cell, разкрива, че добре познат ензим, който отдавна е известен с участието си в раковите заболявания, всъщност влиза в ядрото, за да помогне за възстановяването на ДНК.

Този ензим е протеин дисулфид изомераза (PDI), известен с това, че осигурява правилното сгъване на протеините в клетката, но изследователи от университетите Macquarie и La Trobe разкриха изненадваща втора роля. PDI също така помага за закърпване на двойноверижни прекъсвания на ДНК, действайки като лепило, което свързва ДНК заедно.

Откакто науката откри концепцията за ДНК, изследователите знаят, че увреждането ѝ може да бъде изключително опасно. Това е особено характерно за клетки като невроните, където ДНК не може лесно да се копира от сестринска верига. Въпреки това ДНК се уврежда постоянно.

„Точно както порязаната кожа трябва да се заздрави, ДНК в клетките ни се нуждае от постоянно възстановяване“, обяснява д-р Шадфар.

"Всеки ден отделни клетки претърпяват хиляди малки поражения върху ДНК - както в собственото ни тяло, така и от стресови фактори на околната среда като замърсяване или ултравиолетова светлина. Обикновено тялото реагира бързо. Но с напредването на възрастта тези механизми за възстановяване отслабват, което позволява на уврежданията да се натрупват."

Това натрупване на малки увреждания на ДНК сега се счита за основен фактор, допринасящ за стареенето и прогресирането на много свързани с възрастта заболявания. И отново мозъкът е особено уязвим.

„Мозъчните клетки са особено уязвими“, обяснява д-р Шадфар. "За разлика от клетките на кожата или кръвта, те не се делят и не се обновяват - така че всички увреждания, които се натрупват в тях, остават. И ако увреждането не бъде възстановено, то в крайна сметка може да доведе до смъртта на тези важни клетки."

PDI обикновено се намира в цитоплазмата. Това е желираната течност, която изпълва вътрешността на клетката. Там тя сгъва протеините в правилните им форми. Но екипът на Шадфар прави изненадващо откритие: PDI може да се придвижва и в ядрото - контролния център на клетката. Когато се намира там, той играе жизненоважна роля в поправянето на двойните верижни прекъсвания - един от най-опасните видове увреждания на ДНК.

„Досега не знаехме защо PDI понякога се появява в ядрото“, казва д-р Шадфар. „За пръв път показахме, че той действа като лепило или катализатор, като помага за поправянето на нарушената ДНК както в делящите се, така и в не делящите се клетки.“

Екипът демонстрира допълнително това както в клетки на мишки, така и в човешки ракови клетки. Когато PDI е отстранен, клетките се опитват да се възстановят. Когато PDI беше добавен обратно, започна да се извършва възстановяване на ДНК. Те дори го тестват при живи зебри (често срещано животно за подобни опити), като установяват, че PDI помага на животните да се защитят от свързаните с възрастта увреждания на ДНК.

Това е още по-интересно, тъй като PDI играе роля и при рака.

„PDI е като двоен агент“, обяснява д-р Шадфар. "В здравите клетки той поправя ДНК и помага за предотвратяване на заболяванията, а при рака в крайна сметка защитава тумора, а не тялото. Ето защо пълното му разбиране е толкова важно."

Последиците от това откритие се простират в няколко области. На първо място: стареенето. Натрупаните ДНК увреждания се смятат за основна причина за стареенето, особено в невроните, които нямат надеждни възможности за възстановяване на ДНК. Усилването на възстановяването в невроните, без да се внасят прекомерни мутации, е свещеният граал в изследванията, свързани със стареенето.

Това е от значение и за невродегенеративните заболявания, които често са свързани с повишен оксидативен стрес и нарушено възстановяване на ДНК. PDI се свързва слабо с разстройства като болестта на Алцхаймер, но това проучване предоставя възможен механизъм: ако PDI подпомага възстановяването на ДНК, неговата дисфункция може да влоши увреждането на невроните.

Снимка: Unsplash

Виж още: Първият в света летящ хуманоиден робот използва ИИ и реактивна тяга за изпитателен полет (ВИДЕО)