Белок С, реагирующий на повреждение ДНК, был обнаружен в маленькой живучей бактерии под названием Deinococcus radiodurans.
Как выяснили исследователи из Западного университета в Канаде, когда они внедрили его к старой кишечной палочке, к их огромному удивлению, это на самом деле сделало бактерию более чем в 40 раз более устойчивой к воздействию ультрафиолетового излучения.
«Это, по-видимому, редкий пример, когда у вас есть один белок, и он действительно работает как автономный механизм», — считает биохимик Роберт Сабла.
Поясним: неконтролируемое повреждение ДНК может привести к целому ряду заболеваний. Например, ультрафиолетовое излучение может повредить ДНК в клетках кожи, повышая вероятность развития рака кожи, но способность предотвратить или восстановить клетки может стать новым этапом разработки вакцины.
«Способность перестраивать, редактировать и манипулировать ДНК определенным образом — это “святой грааль” в биотехнологии, — объясняет Роберт Сабла. — Что, если бы у вас была сканирующая система, такая как эта, которая отслеживала бы ваши клетки и нейтрализовала повреждения, когда это произошло? Это могло бы стать основой потенциальной вакцины от рака».
Обнаруженная бактерия способна выдержать дозы радиации, в тысячи раз превышающие те, которые способны убить человеческую клетку. Также она может выживать на длительных отрезках времени за пределами Международной космической станции и даже в условиях, сравнимых с условиями на поверхности Марса.
«В случае с человеческой клеткой, если во всем геноме миллиарда пар оснований имеется более двух разрывов, она не может самостоятельно восстановиться и погибает, — указывает Роберт Сабла. — Но в этом случае уникальный белок помогает клетке восстанавливать сотни поврежденных фрагментов ДНК в единый геном».
Во время исследований ученые использовали мощный рентгеновский луч. После чего они обнаружили, что белок сканирует ДНК в поисках повреждений на одной или обеих нитях. Когда он обнаруживает одноцепочечный или двухцепочечный разрыв, он внедряется и начинает искать другой разрыв того же типа.
По словам биохимика, среди многих преимуществ улучшения репарации ДНК, адаптация этого белка могла бы стать благом для генной инженерии, помогая разрабатывать вакцины против рака.
«Обнаруженный белок — всего лишь один из сотен потенциально полезных белков этой бактерии, — заключает Сабла. — Следующий шаг — продвинуться дальше, посмотреть, что еще эта клетка использует для исправления своего собственного генома, потому что мы уверены, что найдем еще много инструментов, о которых мы понятия не имеем, как они работают или насколько они будут полезны, пока не посмотрим».