Diéta pre bunky DNA sa udržuje v kondícii kvôli nedostatku výživných látok

Molekulárni biológovia z Heidelbergu ukazujú, ako môže prísun výživných látok pre bunky ovplyvniť manipuláciu s poškodenou DNA. Bunky sú v zásade schopné opraviť spontánne sa vyskytujúce chyby v genetickej informácii. Tento opravný proces však nemusí vždy fungovať správne, takže v niektorých prípadoch dôjde k poškodeniu DNA počas bunkového delenia.

udržuje

Vedci z Centra pre molekulárnu biológiu na Heidelbergskej univerzite (ZMBH) teraz v kvasinkových bunkách preukázali, že mechanizmus monitorovania opráv a teda kvalita DNA je ovplyvnená prísunom živín do bunky. To by mohlo viesť k novým prístupom k zlepšeniu liečby rakoviny, napríklad podľa vedúceho výskumnej skupiny Dr. Brian Luke. Výsledky práce boli publikované v časopise „Cell Reports“.

Každá bunka obsahuje genetický materiál vo forme DNA, v ktorej sú uložené všetky informácie o funkciách bunky. Aby sa získala správne fungujúca dcérska bunka, musí sa DNA kopírovať presne s každým bunkovým delením. Musí sa však zabrániť prenosu poškodených genetických informácií. Bunky vyvinuli monitorovacie mechanizmy, aby rozpoznali poškodenú alebo chybnú DNA a zabránili jej dedeniu na dcérske bunky. Tieto takzvané kontrolné body bránia bunkovému deleniu a poskytujú bunke viac času na opravu poškodeného genetického materiálu. V niektorých prípadoch však nie je možná efektívna oprava ani pri aktivovaných kontrolných bodoch. Ak poškodenie DNA pretrváva veľmi dlho, bunka vypne kontrolné body bez toho, aby čakala na opravu DNA.

Tento proces, známy ako adaptácia, sa spočiatku javí ako prospešný pre jednotlivé bunky, pretože v konečnom dôsledku umožňuje ďalší rast. „Adaptácia je však často nebezpečná pre celý organizmus, pretože neopravená DNA môže viesť k chorobám, ako je rakovina,“ zdôrazňuje Dr. poklop.

Molekulárni biológovia Julia Klermund a Katharina Bender vo výskumnej skupine Briana Luka našli spôsob, ako zabrániť bunkám vypnúť svoje kontrolné body. To im dáva viac času na opravu a zároveň sa zabráni prenosu chybnej DNA do dcérskych buniek. Vedci dokázali, že prísun živín v bunkovom prostredí je dôležitým faktorom, ktorý ovplyvňuje tento proces: Poškodené bunky, ktoré majú k dispozícii iba niekoľko živín, sa neprispôsobujú, ale zastavia svoj rast trvalo aktívnym kontrolným bodom. Rovnaký účinok bol pozorovaný pri liečbe poškodenej DNA rapamycínom.

Je to liek, ktorý inhibuje metabolické signálne dráhy a tým napodobňuje nedostatok živín. "Bunky v stave chudobnom na výživu boli evidentné z dlhodobého hľadiska."
životaschopnejšie, pravdepodobne preto, že pred delením buniek čakali na opravu genetických informácií, “vysvetľuje Julia Klermund. „Veríme, že prostredie bohaté na živiny spôsobuje, že bunky rastú a delia sa, aj keď by nemali, pretože je poškodená napríklad ich DNA. Na druhej strane nedostatok výživy zjavne zaisťuje, že bunkám nehrozí delenie, kým sa neopravia všetky poškodenia, “dodáva Dr. poklop.

Podľa vedca z Heidelbergu výskum z USA nedávno ukázal, že nutričné ​​nedostatky alebo liečba rapamycínom môžu predĺžiť životnosť buniek a dokonca zlepšiť účinnosť niektorých chemoterapií. Podľa Briana Luka by práca v ZMBH mohla prispieť dôležitými detailmi k objasneniu týchto mechanizmov činnosti a ukázať prístupy, ako možno dosiahnuť ďalšie zlepšenia. DR. Luke skúma v rámci aliancie DKFZ-ZMBH, strategickej spolupráce medzi Nemeckým centrom pre výskum rakoviny (DKFZ) a Centrom pre molekulárnu biológiu na Heidelbergskej univerzite. Jeho výskumná skupina je členom Network Aging Research (NAR). Súčasná práca bola pôvodne financovaná z programu FRONTIER spoločnosti Ruperto Carola a potom sa uskutočňovala ako súčasť spoločného výskumného centra „Kontrola kvality a poškodenia buniek“ (SFB 1036). Julia Klermund a Katharina Bender sú doktorandky v tíme Briana Luka.