Раскрыта роль РНК в выживании раковых клеток
Молекула РНК необходима для восстановления поврежденных генов и предотвращения мутаций, что необходимо для выживания клеток, в том числе и раковых. К такому выводу пришли исследователи из Университета Севильи (Испания), которые представили результаты научной работы в статье, опубликованной в журнале Nature Communication.
Согласно гипотезе РНК-мира, молекула РНК играла ключевую роль в молекулярных процессах и биохимических реакциях, которые привели к появлению жизни на Земле. Позднее появилась ДНК, которая была более стабильной и была надежным способом хранения генетической информации, и дополнительные механизмы, защищающие геном от повреждений. Наиболее опасными повреждениями являются двухцепочечные разрывы, которые восстанавливаются одним из двух способов: негомологичным соединение концов и гомологичной рекомбинацией.
Обычно при повреждении ДНК синтез РНК временно останавливается, чтобы избежать конфликтов между репарацией ДНК и другими метаболическими процессами. Однако существуют свидетельства о том, что РНК каким-то образом участвует в ликвидации разрывов. Чтобы выяснить это, исследователи использовали культуру клеток остеосаркомы, которых облучали ионизирующей радиацией для инициации генетических повреждений. За активностью РНК следили с помощью модифицированных нуклеотидов 5-этинил уридина, которые встраиваются в РНК и легко присоединяются к флуоресцентным меткам.
Было показано, что фермент РНК-полимераза II, которая катализирует синтез РНК-цепи, имеет решающее значение в репарации двухцепочечных разрывов. Она создает короткие цепи РНК, присоединенные к концам ДНК, таким образом формируются гибридные последовательности ДНК-РНК. РНК нужна для правильной работы нескольких молекул — факторов резекции CtIP и MRE11. При резекции тупой конец ДНК, состоящей из двух цепочек, модифицируется таким образом, что одна из цепочек на конце становится длиннее другой. Это позволяет направить механизм репарации по пути более предпочтительной гомологичной рекомбинации.
Применение THZ1, ингибитора РНК-полимеразы, привело к нарушению активности CtIP и MRE11 и способствовало негомологичному соединению концов. Для раковых клеток характерна уязвимость к двухцепочечным разрывам ДНК, поэтому применение ингибиторов синтеза РНК может значительно повысить уязвимость раковых клеток к облучению и привести их к гибели.