Полимеразы человека оказались способны к синтезу ДНК на основе матричной РНК

Полученные данные могут изменить центральную догму биологии и затронуть многие области этой фундаментальной науки


С помощью группы ферментов полимераз при делении клетка способна реплицировать ДНК для создания нового генетического аппарата. Этот же класс ферментов также участвует в синтезе РНК. На протяжении длительного времени считалось, что полимеразы способны работать только в одном направлении – по матрице оригинальной цепочки ДНК для создания РНК или другой ДНК, что в теории предотвращает "обратную запись" матричной РНК.

Ученые из Университета Томаса Джефферсона впервые получили доказательства того, что сегменты РНК могут быть "перекодированы" обратно в ДНК, что может изменить центральную догму биологии и затронуть многие области этой фундаментальной науки. Работа опубликована в журнале Science Advances.

"Тот факт, что полимеразы человека могут с высокой эффективностью синтезировать ДНК, поднимает множество важных вопросов", – рассказывает один из авторов статьи, Ричард Померантц. "К примеру, полученные данные позволяют предположить, что матричные РНК можно использовать в качестве "шаблона" для репарации или "перезаписи" ДНК.

По словам авторов, их исследование началось с изучения довольно необычной полимеразы θ (полимераза тета). Среди 14 различных ДНК-полимераз в клетках млекопитающих только 3 способны производить дупликацию генома при подготовке клетки к делению. Оставшиеся 11 ферментов вовлечены в процессы идентификации ошибок и репарации ДНК. При этом полимераза тета склонна к ошибкам в функционировании и может "пропускать" довольно большое количество мутаций – ученые обратили внимание, что подобные качества фермента напоминают таковые у вирусных обратных транскриптаз. Как показали результаты серии проведенных экспериментов с рентгеновской кристаллографией, полимераза тета, как и обратная транскриптаза ВИЧ, действует в качестве ДНК полимеразы, но также способна к связыванию с РНК и обратной записи этой нуклеиновой кислоты в ДНК.

Полученные данные указывают на то, что в здоровых клетках эта молекула в первую очередь выполняет функцию репарации ДНК, в то время как в раковых клетках полимераза тета проявляет высокую активность, принимая участие в росте опухоли и формировании лекарственной резистентности. Дальнейшие исследования в этой области позволят лучше понять процессы репарации ДНК и патологической пролиферации при онкологических заболеваниях.

Работа выполнена в рамках гранта Национального института здоровья США.

 

Источник: Chandramouly G. et al. Polθ reverse transcribes RNA and promotes RNA-templated DNA repair. Science Advances. 2021.


Еженедельный дайджест "Лечащего врача": главные новости медицины в одной рассылке

Подписывайтесь на нашу email рассылку и оставайтесь в курсе самых важных медицинских событий


поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
поле обязательно для заполнения
Нажимая на кнопку Подписаться, вы даете согласие на обработку персональных данных





Актуальные проблемы

Специализации




Календарь событий:




Вход на сайт