מחקר חדש: התגלה מנגנון הגנה על ה-DNA בעת חלוקת התאים
חוקרים מאוניברסיטת ציריך ומהמרכז הלאומי הספרדי לחקר הסרטן מצאו כי קומפלקס החלבונים קוהזין מארגן מחדש מגעים תלת-ממדיים ב-DNA שזה עתה סונתז, ובכך מאט את מזלג השכפול ומגן על הגדילים החדשים. לצורך כך פותחה שיטה בשם Repli-C, והניסויים נערכו בתאים אנושיים. המחקר פורסם בכתב העת Nature
מדענים מאוניברסיטת ציריך ומהמרכז הלאומי הספרדי לחקר הסרטן (CNIO) גילו תפקיד שלא היה ידוע עד כה של קומפלקס החלבונים קוהזין, המסייע לתאים להגן על ה-DNA בזמן העתקתו. התברר כי הקוהזין מסוגל לארגן מחדש את המגעים התלת-ממדיים בין אזורים ב-DNA שסונתז לאחרונה, ובכך לווסת את פעולתם של מה שמכונה מזלגות השכפול. המחקר פורסם בכתב העת Nature.
מזלג שכפול הוא אזור במולקולת ה-DNA שבו נפתח הסליל הכפול וכל גדיל משמש תבנית ליצירת גדיל חדש. כאשר הוא נתקל בנזק ל-DNA או במכשול אחר, על המזלג להאט, לעצור או לשנות זמנית את מבנהו. שיבוש התהליך הזה עלול להוביל למוטציות ולחוסר יציבות של הגנום.
החוקרים מצאו כי במצב המכונה עקת שכפול הקוהזין מצטבר סמוך למזלגות שנעצרו. בתנועתו לאורך ה-DNA וביצירת לולאות הוא משנה את המגעים בין אזורים סמוכים בגנום. הדבר תורם להאטת מזלג השכפול ול"היפוך" שלו – יצירה זמנית של מבנה המאפשר להגן על הגדילים שסונתזו זה עתה עד לפתרון הבעיה.
לצורך המחקר פיתחו המדענים שיטה בשם Repli-C, המאפשרת למפות מגעים תלת-ממדיים של DNA שהועתק לאחרונה. הניסויים נערכו בתאים אנושיים, ובהם גם כאלה עם וריאנטים של קוהזין ששונו באופן מלאכותי, מה שאפשר לקבוע איזה תפקיד של הקומפלקס נחוץ להגנה על מזלגות השכפול.
לעבודה עשויה להיות משמעות לאונקולוגיה. תרופות רבות נגד גידולים גורמות במכוון לעקת שכפול ופוגעות בתאים המתחלקים. בנוסף, מוטציות ברכיבי הקוהזין מופיעות בסרקומה ע"ש יואינג, בסרטן שלפוחית השתן ובחלק מהלוקמיות המיאלואידיות. הכותבים משערים כי הבנת מנגנון ההגנה של הקוהזין עשויה בעתיד לסייע בהתאמת שילובי תרופות שיהפכו את תאי הגידול לרגישים יותר לטיפול. בשלב זה מדובר במחקר בסיסי ולא בשיטת טיפול מוכנה.