Американские ученые из Медицинской школы Университета Северной Каролины выяснили, как работает один из механизмов восстановления поврежденной ДНК, называемый эксцизионной репарацией нуклеотидов. Он предотвращает мутации, вызванные ультрафиолетовым излучением, и появление раковых клеток кожи. Статья исследователей опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Кратко об исследовании рассказано на сайте Phys.org.

Облучение клеток ультрафиолетом может привести к тому, что в их ДНК образуются связи между соседствующими друг с другом на одной цепи пиримидиновыми нуклеотидами — возникают пиримидиновые димеры. Последние содержат либо тимин (Т), либо цитозин (С). При этом происходит разрыв между комплементарными основаниями, в результате чего при копировании ДНК возникают ошибки. Клетки кожи из-за этого могут превращаться в злокачественные, что приводит к развитию меланомы.

Исследователи использовали метод картографирования поврежденных последовательностей генов XR-SEQ, чтобы обнаружить участки с пиримидиновыми димерами. Это помогло им проследить, как клеточные механизмы устраняют дефекты в ДНК в кишечной палочке (Escherichia coli). Ученые сосредоточились на функциях белков MFD и UvrD, которые, как считалось, участвует в эксцизионной репарации.

Биологи установили, что ремонт ДНК происходит в обычных клетках, но не мутантных бактериях, где искусственным образом отключены гены, кодирующие MFD. Это подтвердило роль белка в процессах восстановления повреждений. Кроме того, оказалось, что другое соединение — UvrD — участвует в вырезании фрагмента с пиримидиновыми димерами и удаления его из ДНК. Ученые показали, что в отсутствие UvrD поврежденные участки остаются в генах.

Исследователи планируют дальнейшие исследования с использованием XR-SEQ в клетках млекопитающих, включая человека, где механизм репарации ДНК не так хорошо понятен.