Pracując nad zrozumieniem rzadkiej genetycznej choroby, naukowcy odkrywają najpowszechniejszy błąd w replikacji DNA

Naukowcy z centrum medycznego Medical Research Council (MRC) instytutu Institute of Genetics and Molecular Medicine (IGMM) na uniwersytecie University of Edinburgh właśnie odkryli enzym, który naprawia najpowszechniejszy błąd w DNA ssaków. Błędem tym jest włączanie poszczególnych fragmentów RNA do sekwencji DNA, co zdarza się, jak odkryli badacze, częściej niż milion razy w każdej komórce, która przechodzi przez podział. Odkrycia te zostały opublikowane w przeglądzie naukowym Cell.

A teraz, jak sugerują naukowcy, enzym RNaza H2 jest niezbędna dla mechanizmu naprawy DNA, aby chronić ludzki genom.

Za każdym razem, kiedy komórka się dzieli, musi najpierw zrobić identyczną kopię całego swojego materiały genetycznego, znanego jako genom. W czasie tego procesu, który nazywany jest replikacją DNA, integralność kodu genetycznego jest zachowywana przez komórkowy mechanizm sprawdzający błędy.

Ale czasami, mimo tej kontroli, dochodzi do błędów w kodzie genetycznym. Jeżeli błędy te nie zostaną naprawione, może to prowadzić do choroby genetycznej albo do raka. A jednym z tych błędów jest przypadkowe wchłonięcie DNA.

Pojedyncze fragmenty składające się na RNA są bardzo podobne do fragmentów składających się na DNA, aczkolwiek są one o wiele mniej stabilne, a jeżeli pozostaną zachowane w DNA, powodują szkodliwe pęknięcia w podwójnej helisie. A takie pęknięcia są powszechne w komórkach nowotworowych.

Badacze doszli do tego odkrycia pracując nad rzadką autoimmunologiczną chorobą wieku dziecięcego, znaną jako syndrom Aicardi-Goutières. Choroba ta jest spowodowana przez geny RNazy H2. Prowadzi ona do zapalenia mózgu zaraz po narodzinach i może zakończyć się śmiercią w ciągu pierwszych lat życia.

Aby więc bardziej szczegółowo przebadać tę chorobę, naukowcy pochylili się nad jednym z genów RNazy H2 u myszy. Odkryli dzięki temu, że bez enzymu, rozwijajace się mysie embriony kumulowały ponad 1 000 000 pojedynczych fragmentów RNA w genomie każdej pojedynczej komórki.

A skutkiem była niestabilność mysiego DNA.

Doktor Andrew Jackson, główny autor tego badania, z Medical Research Council, stwierdza: bardzo zadziwiające jest to, że pracując nad zrozumieniem rzadkiej choroby genetycznej odkryliśmy najpowszechniejszy błąd zachodzący w replikacji DNA. A nawet nie zaczęliśmy tego szukać! Co jeszcze bardziej dziwne, jeden pojedynczy enzym ma tak kluczowe znaczenie dla naprawy ponad miliona błędów w DNA w każdej komórce i chroni integralność całego naszego kodu genetycznego.

Spodziewamy się, mówi doktor Andrew Jackson, że nasze badanie będzie miało szerokie znaczenie w dziedzinie badań nad układem odprnościowym i nad autoimmunlogią, oraz nad rakiem. Ale przede wszystkim, musimy dowiedzieć się więcej na temat tego jakie znaczenie ma właściwie wchłonięcie RNA do genomu.

Profesor Nick Hastie, dyrektor centrum Medical Research Council wyjaśnia: badanie to jest fantastycznym przykładem prac prowadzonych przez lekarzy klinicznych u boku naukowców pracujących w laboratorium, którzy ramię w ramię zmierzają ku wspólnemu celowi, aby poprawić nasze zrozumienie ludzkiego zdrowia oraz chorób. Takiego postępu nie moglibyśmy dokonać bez tych wszystkich naukowców z Institute of Genetics and Molecular Medicine.