„Изследователи от Западния университет откриха протеин, който има невижданата досега способност да спира уврежданията на ДНК. Откритието може да осигури основата за разработване на всичко – от ваксини срещу рак до култури, които могат да издържат на все по-суровите условия на отглеждане, предизвикани от изменението на климата.

Изследователите са открили протеина – наречен DdrC (за протеин C за възстановяване на увреждане на ДНК) – в доста често срещана бактерия, наречена Deinococcus radiodurans (D. radiodurans), която има определено необичайната способност да оцелява при условия, които увреждат ДНК – например 5000 до 10 000 пъти радиацията, която би убила обикновена човешка клетка. Водещият изследовател Робърт Сабла казва, че Deinococcus също е отличен във възстановяването на ДНК, която вече е била увредена.

„Сякаш имате играч в NFL, който играе всеки мач без каска или подложки“, казва Сабла, студент в катедрата по биохимия на Western. „Той получаваше мозъчно сътресение и множество счупени кости във всеки един мач, но след това по чудо се възстановяваше напълно за една нощ навреме за тренировка на следващия ден.“ Той и колегите му откриха, че DdrC е ключов играч в този процес на ремонт. Всяка клетка има механизъм за възстановяване на ДНК, за да поправи щетите. „При една човешка клетка, ако има повече от две прекъсвания в целия милиард базови двойки геном, тя не може да се поправи и умира“, казва той. „Но в случая с DdrC, този уникален протеин помага на клетката да поправи стотици счупени ДНК фрагменти в един кохерентен геном.“ Той и неговият екип използваха Canadian Light Source (CLS) в Университета на Саскачеван (USask), за да определят 3D формата на протеина, от която след това работиха назад, за да разберат по-добре неговата „суперсила“ да неутрализира увреждането на ДНК. „Канадският източник на светлина допринесе за това“, казва Сабла. „Това е най-мощният рентгенов източник в Канада.“

Оказва се, че DdrC сканира за прекъсвания по ДНК и когато открие такъв, се затваря като капан за мишки. Това прихващане има две ключови функции. Той обяснява: „Той го неутрализира (увреждането на ДНК) и предотвратява по-нататъшното увреждане на прекъсването. И действа като малък молекулярен фар. Казва на клетката „Хей, тук. Има повреда. Елате да я поправите.“ Обикновено, казва Сабла, протеините образуват сложни мрежи, които им позволяват да изпълняват дадена функция. DdrC изглежда е нещо като извънредно, тъй като изпълнява функцията си напълно самостоятелно, без нужда от други протеини. Екипът беше любопитен дали протеинът може да функционира като „plug-in“ за други системи за възстановяване на ДНК. Те тестваха това, като го добавиха към различна бактерия: E. coli. „За наша огромна изненада това всъщност направи бактерията над 40 пъти по-устойчива на увреждане от UV радиация“, казва той. „Това изглежда е рядък пример, когато имате един протеин и той наистина е като самостоятелна машина.“ Той казва, че на теория този ген може да бъде въведен във всеки организъм – растения, животни, хора – и би трябвало да повиши ефективността на възстановяване на ДНК на клетките на този организъм. „Способността да се пренарежда, редактира и манипулира ДНК по специфични начини е свещеният граал в биотехнологиите“, казва Сабла. „Ами ако имате сканираща система като DdrC, която патрулира клетките ви и неутрализира щетите, когато това се случи? Това може да формира основата на потенциална ваксина срещу рак.“

Западният екип едва започва да изучава Deinococcus. „DdrC е само един от стотиците потенциално полезни протеини в тази бактерия. Следващата стъпка е да продължим, да разгледаме какво още използва тази клетка, за да коригира собствения си геном – защото със сигурност ще намерим много повече инструменти, където имаме нямаме представа как работят или как ще бъдат полезни, докато не ги разгледаме“, заключава той.

Видео на https://www.youtube.com/watch?v=_uMTHA4HZb4&t=16s

Констатациите на екипа са публикувани в списание Nucleic Acids Research.“