Ученые опровергли основные утверждения о работе системы репарации ДНК при возникновении рака
Давно известно, что для онкологических заболеваний характерна геномная нестабильность. Ученые связывали это с недостаточной активностью системы ДНК-репарации, которая следит за качеством молекулы, находит и удаляет мутации, склеивает разрывы. Биоинформатики МФТИ и Сеченовского университета совместно с коллегами провели комплексное исследование данного процесса на материале десятков тысяч образцов опухолевой ткани и пришли к фундаментальному открытию, в корне меняющему сложившееся мнение. Оказалось, что практически все рассмотренные опухоли отличались, наоборот, усиленной работой систем репарации. Наблюдаемое усиление систем репарации обслуживает прежде всего неконтролируемо быстрое деление раковых клеток. Но при этом в опухоли блокируется контроль качества получающейся ДНК: подавляется активность важнейшего контрольного механизма, так называемого чекпоинта G2/M, который принимает решение: допустить клетку к делению или уничтожить клетку с поврежденным геномом. Исследование показало, что необходимо разрабатывать новый класс онкопрепаратов, который будет нацелен на высвобождение чекпоинта G2/M, что даст новые перспективы в лечении большинства типов опухолей.
Результаты работы опубликованы в журнале DNA repair. Рак — одна из основных проблем здравоохранения: в 2020 году во всем мире он стал причиной свыше 10 миллионов смертей. Ожидается, что к 2040 году число больных возрастет на 47 процентов и достигнет 28,4 миллиона человек. Процесс накопления мутаций, канцерогенез, тесно связан с мутациями ДНК и потерей контроля над целостностью генома. Одним из основных молекулярных механизмов развития рака считается дефицит репарации ДНК, приводящий к чрезмерному накоплению генетических изменений в клетке.
Но лечебная практика много раз подтверждала, что во время лечения репарация очень часто усиливает свою работу и играет на стороне противника: с одной стороны, ограничивает накопление мутаций в опухоли, а с другой — защищает раковую клетку от повреждений ДНК, способствуя выживанию опухоли после лучевой терапии и химиотерапии.
«Таким образом, мы приходим к парадоксу: непонятно, ДНК-репарация — друг или враг. Наша работа впервые помогла ответить на эти вопросы с помощью детального исследования на молекулярном уровне всего комплекса репарационных процессов», — рассказал Антон Буздин, профессор РАН, заведующий лабораторией трансляционной геномной биоинформатики МФТИ.
В ходе исследования группа ученых проверила уровни активации 38 путей репарации ДНК девяти самых распространенных типов рака человека (глиомы, рака молочной железы, колоректального рака, рака легких, щитовидной железы, шейки матки, почки, желудка и поджелудочной железы). Были взяты для изучения профили нескольких тысяч образцов из баз данных, а также около 500 собранных экспериментальных опухолевых образцов.
«Систематизировав и охватив в рамках единого исследования все процессы, связанные с восстановлением ДНК, мы показали, что на самом деле практически для всех опухолей характерна повышенная активность механизмов репарации, даже когда сами гены системы репарации не затронуты никакими мутациями. В то же время мы обнаружили, что при возникновении новообразований блокируется контроль качества самой работы репарации. В нормальном состоянии наши контрольные механизмы решают, надлежащего ли качества ДНК в клетке, и если нет, то следует ли оставить поврежденную клетку в живых или дать ей возможность исправиться.
Ей дается время на работу над ошибками и строгий дедлайн. Если репарация не справилась со своей работой, то клетка не может делиться и в ней насильственно запускается механизм клеточной гибели. Именно этот механизм контроля качества, контрольная точка перехода фаз клеточного цикла G2/M, который принимает решение, разрешить клетке делиться или уничтожить ее, как раз и оказывается подавлен в большинстве всех случаев рака», — добавил Антон Буздин.
Ученые предлагают пересмотреть текущие представления о причинах и механизмах развития злокачественных опухолей. Основные механизмы репарации, как показало исследование, в опухолях работают гораздо активнее, чем в норме, хотя раньше предполагалось обратное.
Репарация по-прежнему работает и даже выдает повышенное количество «ремонтных работ», но без должного качества. По-видимому, наблюдаемые в опухоли мутации и нестабильность генома происходят как раз из-за снижения работы контроля качества ДНК. Прицельное воздействие на регуляцию молекулярных путей репарации ДНК в опухолях может существенно усилить текущие и будущие терапевтические подходы лечения онкозаболеваний. Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ.
Telegram 
Дзен 
VK Две самки, жившие в Нью-Йоркском аквариуме, распознали свое отражение в зеркале и вертелись перед ним, чтобы изучить собственное тело. Это первый задокументированный случай проявления самосознания у белух.
Ученые собрали одну из самых полных «карт» возможных следов внеземных цивилизаций — от загадочных объектов на земной орбите до гигантских мегаструктур вокруг звезд. Вместо ожидания радиосигнала авторы обзора предложили искать любые технологические отпечатки развитых цивилизаций, некоторые из которых могут сохраняться миллионы лет.
В мае Пентагон опубликовал архив документов, которые ведомство назвало «новыми, никогда ранее не публиковавшимися файлами» о неопознанных аномальных явлениях. Министерство назвало это историческим шагом в сторону открытости. Однако эксперты отметили, что выпуск породил больше вопросов, чем ответов.
Команда археологов в составе младшего научного сотрудника Отдела славяно-финской археологии ИИМК РАН Натальи Григорьевой и археозоологов Института экологии растений и животных УрО РАН Ольги Бачуры и Татьяны Лобановой завершила комплексное исследование коллекции костей животных из раскопок поселения на Земляном городище Старой Ладоги (Ленинградская область). В ходе работы удалось проследить изменения системы хозяйства жителей на протяжении почти 10 веков.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
Палеонтологи выяснили, почему у тираннозавра и других крупных хищных динозавров были непропорционально маленькие передние лапы. Математическое моделирование показало, что редукция конечностей не была генетической ошибкой или побочным эффектом роста тела. В ходе эволюции челюсти и череп хищников стали настолько массивными и мощными, что полностью взяли на себя задачу по поимке и умерщвлению крупной добычи, из-за чего передние конечности атрофировались за ненадобностью.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно