Исследование мутации «горячих точек» в ДНК может привести к новому пониманию рисков рака

Исследование мутаций
                <Я> E. бактерии кишечной палочки были использованы для изучения последовательностей в ДНК, где риск мутации значительно повышен. Предоставлено: Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний.

Новое исследование Университета Индианы выявило «горячие точки» в ДНК, где риск генетических мутаций значительно повышен.
                                                                                       

Эти мутации возникают из-за того, что «опечатки» могут происходить при репликации ДНК во время клеточного деления. Недавний анализ, который показал, что случайные ошибки в ДНК играют большую роль во многих типах рака, подчеркивает необходимость понять больше о том, что вызывает эти ошибки.

Исследование под руководством IU, проведенное в E. coli, появляется в двух статьях в разделе «Основные моменты» августовского номера журнала Genetics. Идентифицированные «горячие точки» относятся к E. coli и родственные бактерии, но эта работа может обеспечить дорожную карту для выявления похожих проблемных точек в ДНК человека.

«Это исследование приближает нас к пониманию того, как механизм репликации клетки взаимодействует с ДНК», — говорит Патрисия Фостер, почетная профессора биологического факультета Колледжа искусств и наук Университета Блумингтона. «Если вы можете точно понять, почему происходит ошибка в определенной точке ДНК у бактерий, это приблизит вас к пониманию общих принципов».

Фостер — первый автор одной из двух статей. Первый автор другой газеты — Бриттани Никкум, доктор философии. студент в лаборатории Фостера во время исследования.

Риск рака из-за ошибок репликации ДНК наиболее высок в определенных тканях, таких как предстательная железа и кости, где более высокая скорость обновления клеток означает, что существует больше возможностей для ошибок при копировании ДНК.

«Есть части генома, которые содержат» драйверы рака «, где изменения в ДНК могут позволить опухолевым клеткам размножаться», — сказал Фостер. «Если бы вы знали, какие участки ДНК имели более высокий риск мутации, вы могли бы сосредоточить свой анализ на этих» горячих точках «, чтобы предсказать, что произойдет дальше».

В E. coli, исследователи обнаружили, что вероятность ошибок репликации ДНК была в 18 раз выше в последовательностях ДНК, где одна и та же химическая «буква» в последовательности повторяется несколько раз подряд. Они также обнаружили, что ошибки были в 12 раз более вероятны в последовательностях ДНК с определенным шаблоном из трех букв.

Эти паттерны букв в последовательности ДНК ранее были определены как общие места для ошибок репликации. Но Фостер сказал, что огромный объем данных в новых исследованиях — с анализом всего генома бактерий в 30000 мутаций, накопленных в течение 250000 поколений — обеспечивает «статистический вес», необходимый для точного определения частоты ошибок с беспрецедентным уровнем точности.

Исследования также подчеркивают важность двух систем в репликации ДНК: фермента-корректора и молекулярного пути, называемого исправлением несоответствия. Оба служат защитой от ошибок со стороны фермента, называемого ДНК-полимеразой, который копирует геном с ошеломляющей скоростью 1000 букв в секунду.

Эта функция корректора сбрасывает процесс копирования после обнаружения ошибки. Исследователи IU обнаружили, что «отключение» этой функции вызывало в 4000 раз больше ошибок. Отключение исправления несоответствия, системы резервного копирования корректора, вызвало в 200 раз больше ошибок.

«Когда мы отключаем эти системы резервного копирования, мы начинаем видеть» чистые «ошибки — места, где полимераза с большей вероятностью может ошибиться без вмешательства других процессов», — сказал Фостер. «До сих пор я не думаю, что кто-то мог действительно видеть серьезность этих горячих точек в ДНК».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *