08:00 
Когда клетки размножаются, геномная ДНК точно дублируется один раз за клеточный цикл. Нарушения в этом процессе репликации ДНК могут вызвать изменения в геномной ДНК, способствующие старению клеток, раку и генетическим нарушениям. Поэтому понимание того, как клетки реплицируют свою ДНК, имеет решающее значение для выяснения фундаментальных биологических процессов, заболеваний и даже эволюции.
Традиционно репликацию ДНК изучают у микроорганизмов, таких как E. coli и дрожжи. У этих организмов место начала репликации ДНК (начало репликации) определяется определенной последовательностью ДНК. Однако в большинстве эукариотических клеток, включая клетки человека, сама последовательность ДНК не определяет, где начинается репликация. На протяжении десятилетий оставалось загадкой, как и где инициируется репликация в геноме человека.
Чтобы решить эту проблему, профессор Масато Канемаки и его команда из Национального института генетики разработали новый высокоточный метод LD-OK-seq (секвенирование истощения лигазы-Оказаки), позволяющий обнаруживать сайты инициации репликации в геноме человека. Путем дальнейшего анализа белков, связанных с этими областями, они открыли фундаментальный принцип, согласно которому клетки человека определяют сайты инициации репликации.
Их результаты показали, что, за исключением активно транскрибируемых областей гена, клетки человека обладают способностью инициировать репликацию ДНК практически из любого места генома. Эта способность возникает из-за широко распространенного связывания фермента под названием MCM-хеликаза, который необходим для репликации ДНК. Более того, они обнаружили, что во время ранней S-фазы репликация часто начинается в межгенных областях (областях между транскрибируемыми генами), и что эти сайты определяются связыванием TRESLIN-MTBP, белкового комплекса, который активирует геликазу MCM. Они также определили антагонистическую регуляторную систему, которая модулирует связывание TRESLIN-MTBP с хеликазой MCM.
Эти открытия отвечают на фундаментальный вопрос о том, как клетки человека инициируют репликацию генома, обеспечивая новое понимание заболеваний, вызванных нарушениями репликации, таких как нарушения геномной нестабильности, рак, старение и генетические нарушения, а также эволюцию генома. В долгосрочной перспективе эта работа может также заложить основу для технологий, позволяющих искусственно контролировать репликацию ДНК.
