Европейские молекулярные биологи выяснили, что сбои в работе фермента SPRTN, отвечающего за "распутывание" некорректных связей между белками и ДНК, приводят к "побегу" фрагментов ДНК из ядра клетки, что вызывает мощнейшие воспаления и провоцирует ускоренное клеточное старение. Понимание этого поможет создать терапии от некоторых редких болезней, сообщила пресс-служба немецкого Франкфуртского университета.
"Помимо синдрома Рейса-Алфса существует еще несколько других редких болезней, связанных с частым образованием некорректных связей между молекулами белков и ДНК. Наша работа открывает дорогу для создания терапий для этих заболеваний. Также нам удалось открыть ранее неизвестную связь между повреждением ДНК, воспалениями и продолжительностью жизни, что расширило наши представления о биологии старения", – заявил профессор Франкфуртского университета (Германия) Иван Джикич, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как объясняют исследователи, молекулы ДНК и взаимодействующие с ними ферменты в некоторых редких случаях образуют некорректные связи друг с другом, что обычно происходит при воздействии алкоголя, альдегидов или химиотерапии на клетку. В результате этого на нити ДНК возникает своеобразный "горб", который мешает клетке считывать генетическую информацию и манипулировать геномом.
Ключевую роль в борьбе с подобными структурами играет фермент SPRTN, взаимодействующий с поврежденными белками и отделяющий их от молекулы ДНК. Мутации в его структуре приводят к развитию сразу нескольких редких заболеваний, таких как синдром Рейса-Альфса, которые чаще всего сопровождаются прогерией – ускоренным старением тела. Для раскрытия причин этого ученые детально изучили на уровне отдельных клеток, как мутации в SPRTN влияют на их жизнедеятельность.
Эти наблюдения показали, что мелкие мутации в структуре белка SPRTN, не выводящие его полностью из строя, приводят не только к накоплению повреждений в структуре ДНК, но и также способствуют "побегу" ее фрагментов за пределы ядра клетки в ее цитоплазму. Присутствующие в ней защитные системы распознают эти фрагменты ДНК как угрозу, что провоцирует мощнейшую внутриклеточную воспалительную реакцию и заставляет клетку вырабатывать сигнальные молекулы, привлекающие внимание иммунитета.
Последующие опыты на мышах показали, что эти перемены в работе клеток у носителей мутаций в белке SPRTN приводят к развитию хронических воспалений еще на первых этапах развития зародыша, что ускоряет старение клеток и резко сокращает продолжительность жизни. Понимание этого, как надеются ученые, поможет создать препараты, которые будут блокировать выработку провоспалительных сигналов в клетках носителей данных мутаций и тем самым замедлять их старение на клеточном уровне.