Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха раскрыли, как человеческие клетки защищают и восстанавливают свою генетическую информацию — и нашли новые потенциальные уязвимости, которые можно использовать в борьбе с раком. Работа опубликована в журнале Nature.
ДНК человека — это цепочка из примерно 3,1 миллиарда строительных блоков. Клетки постоянно трудятся, чтобы сохранять ее целостность: они распутывают узлы, устраняют повреждения и восстанавливают разрывы.
«Когда люди слышат о восстановлении ДНК, они часто думают, что это связано с внешними факторами — например, токсинами или радиацией. Но клетки ежедневно сталкиваются с вызовами, и механизмы восстановления играют жизненно важную роль даже без внешнего стресса», — объяснил профессор геномной биологии Якоб Корн, руководитель исследования.
Команда ученых провела масштабный эксперимент: в культивируемых клетках человека они поочередно «отключали» пары из более чем 500 известных генов, отвечающих за восстановление ДНК. Всего было протестировано почти 150 тысяч комбинаций. Результат оказался поразительным: около пяти тысяч пар генов при совместной деактивации приводили к гибели клеток. Это произошло потому, что один ген мог компенсировать отсутствие другого, но если выключить и «резервный», механизм восстановления переставал работать, и накопленные повреждения становились фатальными.
«Человеческие клетки обожают избыточность, — добавил Корн. — Только если выключить и основной, и запасной путь, клетка теряет способность к самовосстановлению».
Эти данные особенно важны для онкологии: у раковых клеток часто уже нарушены некоторые гены восстановления. Исследование помогает выявить, какие еще гены можно целенаправленно заблокировать, чтобы остановить рост опухоли. Команда уже составила список ранее неизвестных генетических взаимодействий, потенциально уязвимых для воздействия лекарств.
Чтобы ускорить развитие новых подходов к терапии, ученые создали публичную онлайн-платформу, где каждый может изучить полученные данные.
«Мы проложили тропинки сквозь темный лес генетических взаимодействий. Теперь по ним можно идти дальше», — заключил Корн.