Ракові клітини вимикають «контроль якості» при синтезі ДНК

Розриви ДНК. Малюнок Олени Хавіної.

Розриви ДНК ведуть до накопичення мутацій у клітинах і є однією з причин онкологічних захворювань. Відновлення (репарація) ДНК може запобігти мутації і розвитку раку, але також може відновити життєздатність пошкоджених пухлинних клітин після хіміотерапії та променевої терапії. Колектив вчених під керівництвом Антона Буздіна, керівника лабораторії трансляційної геномної біоінформатики МФТІ, вивчив особливості репарації ДНК у ракових і нормальних клітинах. Результати дослідження опубліковані в журналі Heliyon.

Розповідає науковий співробітник лабораторії трансляційної геномної біоінформатики МФТІ Маріанна Золотовська:

"Давно відома парадоксальна поведінка ракових клітин щодо механізмів репарації ДНК, тобто підтримки стабільності свого геному. З одного боку, ракові клітини явно відрізняються геномною нестабільністю: їх ДНК рясніє мутаціями і різними перебудовами. А з іншого боку, саме активація механізмів підтримки стабільності ДНК, тобто репарації, дозволяє їм вижити після променевої терапії та хіміотерапії і викликати рецидив захворювання.

На експериментальному масиві тканин щитовидної залози ми вперше досліджували тотальні профілі активності всіх відомих репараційних шляхів: при раку, при доброякісних пухлинах і в зразках здорової тканини. Ми виявили дуже цікаву закономірність: майже для всіх репараційних шляхів спостерігалося значне підвищення рівня активності в ряду «норма - доброякісна пухлина - рак».

"Тоді ми досліджували всі наявні у відкритому доступі дані для декількох десятків тисяч зразків різних видів раку, - продовжує завідувач лабораторією трансляційної геномної біоінформатики МФТІ Антон Буздін, - і виявили ту ж картину, що і для раку щитовидки. У ракових зразках були активовані всі шляхи репарації, але з одним важливим винятком. Протилежним чином вели себе шляхи, що здійснюють свого роду «контроль якості» синтезованої ДНК безпосередньо перед початком клітинного ділення. У нормі саме ці шляхи змушують клітку або «полагодити» ДНК, або, якщо вона не впоралася, померти.

Виявилося, що в пухлинних клітинах все працює зовсім по-іншому: клітина синтезує ДНК і ділиться в посиленому режимі, так само аврально працюють і базові системи репарації - щоб хоч якось зберегти хромосомну організацію ДНК і в той же час витримати цей нав'язаний протиприродно високий темп. А ось механізми контролю якості ДНК виявляються вже не потрібні - інакше всім новим раковим клітинам довелося б просто померти. Саме це і показали наші дослідження, тим самим пояснивши відомий парадокс ДНК-репарації в пухлинах ".