''Popravljanje'' DNK-a: Može li nova metoda pobijediti neizlječive bolesti?

Alamy/Legion Media
Grupa istraživača iz MGU Lomonosov otkrila je novi mehanizam reparacije, odnosno obnove molekule DNK-a. Metoda otkriva nove perspektive za liječenje Alzheimerove bolesti, raka i drugih teških bolesti.
Transplantacija glave – fantastika ili stvarnost?

Svaki dan u svakoj stanici našeg organizma događa se do 20 tisuća ''malenih lomova'' DNK-a. To se događa zbog utjecaja ultraljubičastog zračenja, ionizirajuće radijacije, oksidacijskih sredstava, štetnih tvari i drugih uzroka. Zbog toga događaju se mutacije koje provociraju takve ozbiljne bolesti kao što su Alzheimerova, Luois-Barov sindrom, rak. U lipnju grupa znanstvenika iz MGU, na čelu s profesorom Vasilijem Studitskim, zajedno je s kolegama iz filadelfijskog centra Fox Chase Cancer otkrila novi mehanizam reparacije DNK-a. On bi mogao, smatraju znanstvenici, u budućnosti pomoći u liječenju različitih bolesti.


''Poseban ferment'': Što može popraviti povrijeđeni dio?

Nije poznato kakav bi bio život da na stalne lomove DNK-a ne reagira čitav kompleks bjelančevina i signalnih molekula organizama. One ih prepoznaju, ocjenjuju mogućnost ''popravka'', ujedinjuju prekinute niti.

To je postalo poznato zahvaljujući radovima Svetlane Horonenkove, znanstvenice s MGU, i Grigorija Dianova, profesora na Sveučilištu u Oxfordu. U 2014. znanstvenici su otkrili mehanizam reparacije dijelova DNK-a.

Sibirski znanstvenici razrađuju umjetno srce
Novi uređaj bit će lakši od NASA-inog izuma te će pumpati krv brzinom do 7 litara u minuti.

U mnogim slučajevima reparacija se događa zahvaljujući posebnom fermentu: RNK-polimerazi. Kretajući se po DNK-u, ferment skenira i registrira kvarove molekule. On proizvodi niz reakcija nakon kojih se povrijeđeni dio obnavlja. Ipak, ferment ''vidi'' povrijede samo u jednom od dva lanca DNK-a. Donedavno je bilo nepoznato kako se događa ''popravak'' drugog lanca DNK-a.

''Dio površine spirale DNK-a je skriven, jer uzajamno surađuje sa specijalnim bjelančevinama – histonima. Tako je upakiran čitav naš genom'', rekla je za RBTH Vasilij Studitsij, znanstveni suradnik u MGU.

Grupa na čelu sa Suditskim uspjela je dokazati da se obnova događa u ''skrivenim'' dijelovima spriale DNK-a. Članak, u kojem se to dokazuje, objavljen je početkom srpnja u znanstvenom časopisu Science Advances.


Programirati ''smrt'' povrijeđenih stanica

Kako su pojasnili znanstvenici, čak dijelovi DNK-a povezani s histonima mogu se ''popraviti'' pomoću RNK-polimeraze. Upravo te bjelančevine pomažu fermentu da pronađe povrijede.

Pomoću histona formiraju se svojevrsne petlje DNK-a. RNK-polimeraza se može po njemu kretati. Zaustavljajući se pored mjesta ''loma'', ona ''diže paniku'' i proizvodi niz rekacija za početak ''popravaka''. Pritom sam način povezivanja DNK-a s histonima pomaže da se otkriju ''lomovi''.

Tijekom eksperimenata znanstvenici su unosili ''lomove'' na određena mjesta u DNK-u pomoću specijalnih fermenata (recimo, peroksida vodika). Tako su istraživali utjecaj petlje na brzinu kretanja RNK-polimeraze. Ispostavilo se da se proces formiranja petlje može programirati. A to bi u budućnosti moglo doprinijeti liječenju i donošenju preventivnih mjera protiv različitih bolesti, koje nastaju zbog mutacija u DNK-u.

''Ako se veze DNK-a s histonima učine čvršćima, povećava se učinkovitost formiranja petlji i vjerojatnost reparacije, što dovodi do smajenja rizika bolest. Ako se, pak, destabiliziraju te veze, onda je pomoću specijalnih načina isporuke lijekova (nanotransportera) moguće programirati smrt povrijeđenih stanica. Konkretno, moguće je liječiti, unaprijed otkloniti opasnost raka'', objašnjava Vasilij Studitskij.

Zasad znanstvenici moraju samo dokazati svoju hipotezu. Postoji mogućnost da će se ispostaviti da je proces puno složeniji, nekoliko vrsti petlji mogle bi se formirati u DNK-u. No da bi se to shvatilo, potrebno je opisati strukturu petlji, proučiti mehanizam obnove DNK-a.