Как ИИ изменит нашу жизнь — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29.12.2021
Сергей Васильев
1
3 469

Биологи рассмотрели работу белков, «ремонтирующих» ДНК в живой клетке

4.6

Нейросети помогли изучить репарацию повреждений ДНК в беспрецедентных деталях и указали на некоторые новые важные аспекты ее работы.

©Biomedical Beat, Cool Image Gallery

Машинное обучение позволило испанским ученым детально проанализировать микросъемку «ремонта» ДНК в живой клетке. Исследователи открыли несколько новых белков, участвующих в этом процессе, и продемонстрировали важную роль, которую играют белки, активно уходящие с места повреждения. Об этом рассказывается в статье, опубликованной в журнале Cell Reports.

ДНК живых клеток постоянно повреждается под действием фоновой радиации, ультрафиолета, химических веществ и просто ошибок при удвоении. Одиночный или двойной разрыв цепочки ДНК, замены нуклеотидов — все это может иметь катастрофические последствия для работы организма. Поэтому в клетке существуют специальные механизмы «ремонта» ДНК: они называются системами репарации. В этом процессе участвует множество белков, которые сигнализируют о нарушении, связываются с соответствующим участком и восстанавливают повреждение.

Каждая клетка человеческого организма получает и «исправляет» порядка 10 тысяч разрывов ДНК в день. В нейронах репарация особенно активно происходит во время сна. Но исключительно важную роль она играет при хемотерапии. Такая процедура ведет к глубокому повреждению не только опухолевых, но и здоровых клеток. Лучше понимая, как происходит их восстановление, медики смогут найти методы помочь этому процессу и ускорить выздоровление таких пациентов.

Микросъемка клеток человека в процессе репарации. Синее флуоресцентное свечение показывает поврежденную ДНК; зеленое — белок H2AX, связанный с разрывами; красное — белок RNF166 / ©CNIO, MGH

Недавно ученые, работающие под руководством Алехо Эфеана (Alejo Efeyan) из испанского Национального центра изучения рака (CNIO), смогли рассмотреть работу системы репарации в беспрецедентных деталях и открыли девять новых белков, которые участвуют в ремонте ДНК. Для этого они использовали флуоресцентную микрофотографию, а для анализа и интерпретации огромного количества собранных данных — многих тысяч снятых изображений — применили машинное обучение.

Искусственно повреждая ДНК человеческих клеток ультрафиолетовым лазером, биологи проследили за поведением порядка 300 отдельных белков, вовлеченных в репарацию. Одни из них перемещались к месту повреждения, связываясь с ним для восстановления. Другие, наоборот, до того были связаны с хроматином, но при повреждении активно двигались прочь, освобождая место для «ремонта» и привлекая к действию новые белки. Для эффективной репарации ДНК это обратное движение оказалось не менее важно, чем прибытие «ремонтирующих» белков на место.

Так, открытый авторами новой работы белок PHF20 уходит от поврежденных участков за считаные секунды, обеспечивая появление критически важного для репарации белка 53BP1. Клетки с искусственно нарушенной активностью PHF20 значительно хуже справлялись с восстановлением ДНК и продемонстрировали сниженную — по сравнению с нормой — устойчивость к радиации.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

Позавчера, 14:24
Василий Парфенов

Что такое накопитель энергии? Чем отличается аккумулятор от батареи? В чем настоящее чудо электричества? Вся эволюция человечества тесно связана с нашим умением добывать энергию в разных формах. Но настоящая революция произошла, когда появились технологии преобразования тепла, давления и работы в электричество. Благодаря этому мы научились транспортировать энергию и запасать ее. Дальнейший рост эффективности энергосистем невозможен без накопителей. Naked Science решил разобраться во всех деталях.

Позавчера, 11:31
Сергей Васильев

Биологи впервые определили природный путь синтеза кокаина и перенесли соответствующие гены в растения табака, «научив» их производить небольшие количества наркотика.

26 ноября
Александра Медведева

Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.

26 ноября
Мария Азарова

Международный коллектив ученых спрогнозировал наши ежедневные потребности в воде в зависимости от антропометрических, экономических и экологических факторов.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

24 ноября
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

30.12.2021
-
0
+
Ошибка в тексте "хемтерапия“.
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: