Вчені з MIT розкрили загадку того, чому примусове включення генів, що відповідають за лагодження ДНК, не омолоджує сітківку очей у мишей, а вбиває її клітини. Їх висновки були представлені в журналі Science Signaling.
«Це черговий приклад того, як запалення не допомагають організму впоратися з інфекцією або якоюсь іншою проблемою, а наносять йому прямої шкоди. Ми припускаємо, що і в тілі людини можуть бути інші клітини, крім рецепторів сітківки, які страждають від тих же проблем», — зазначає Леона Самсон (Leona Samson) з Массачусетського технологічного інституту (США), передає ria.ru.
Кожен день в будь-якій клітині нашого організму відбувається за 10-20 тисяч дрібних поломок в ДНК, які призводять до розриву її спіралей. На ці поломки реагує цілий комплекс білків і сигнальних молекул, які розпізнають їх, оцінюють можливість ремонту, з’єднують розірвані нитки або подають сигнал на самоліквідацію клітини.
Російські і закордонні науковці вже тривалий час вивчають ці системи, намагаючись зрозуміти, які саме типи пошкоджень ДНК вони лагодять, що впливає на їх активність і чи можна її підвищити, зробивши клітини невразливими для дії радіації і захистивши їх власника від розвитку раку.
Десять років тому, за словами Самсон, її команда провела одне з перших подібних досліджень. Вони простежили за тим, як підвищена активність гена AAG, відповідального за ліквідацію дрібних одиночних пошкоджень в одній із спіралей ДНК впливає на роботу очей мишей, які отримали «кінську» дозу хіміотерапії.
Як сподівалися вчені, посилена робота «гена безсмертя» захистить сітківку гризунів від дегенерації, проте в реальності сталося рівно протилежне – світлочутливі клітини почали гинути ще швидше і миші дуже швидко осліпли.
На розкриття цієї загадки вони витратили наступні десять років. Відповідь на неї виявився дуже простий. Виявилося, що молекули ферменту AAG вирізали так багато пошкоджених сегментів ДНК, що це приводило до включення особливого білка смерті», молекули PARP, що ініціює некроз, один з варіантів клітинного самогубства.
При нормальній роботі систем лагодження ДНК, цей фермент розпізнає розриви в одиночних нитках ДНК, приєднується до них і виробляє сигнали, що примушують інші білки лагодити ці пошкодження. У тому випадку, якщо таких розривів буде занадто багато, то надмірно висока активність PARP позбавляє клітку її запасів «энерговалюты», молекул АТФ, що призводить до її розпаду і загибелі.
Вміст колишньої клітини, як з’ясували Самсон і її колеги, потрапляє в міжклітинний простір і викликає запалення, привертаючи увагу макрофагів, особливих імунних телець, «переварює» останки померлих клітин.
Вони, в свою чергу, виробляють ряд агресивних молекул, які проникають в ще живуть рецептори сітківки і ще сильніше пошкоджують ДНК. Це призводить до нового сплеску активності AAG, включенню PARP, загибелі нової порції клітин і посиленню запалення. Внаслідок цього вся тканина швидко самознищується.
Подібні процеси, як показали подальші досліди на мишах, відбуваються, хоча й у менш драматичній формі, і в інших тканинах і органах мишей, у тому числі в мозочку, кістковому мозку і підшлункової залозі. Найближчим часом, за словами Самсон, її команда вивчить те, наскільки ці проблеми характерні для людських тканин та окремих клітин.
