Oamenii de știință au descoperit o proteină capabilă să oprească direct deteriorarea ADN-ului, pe care au supranumit-o „Sfântul Graal al proteinelor”, deschizând calea către un potențial vaccin împotriva cancerului.
Într-un nou studiu, s-a demonstrat că această proteină are o abilitate unică de a se integra teoretic în orice organism, funcționând în mod autonom. Descoperirea vizează Proteina C de răspuns la deteriorarea ADN (DdrC), identificată într-o bacterie extrem de rezistentă, Deinococcus radiodurans. DdrC este remarcabil de eficientă în detectarea și oprirea deteriorării ADN-ului, semnalând în același timp celulei să inițieze procesul de reparare.
Cea mai impresionantă caracteristică a proteinei DdrC este faptul că își îndeplinește funcțiile în mod independent, fără a necesita ajutorul altor proteine. Această autonomie ar putea facilita transferul genei ddrC în alte organisme, îmbunătățind capacitățile acestora de reparare a ADN-ului. Cercetătorii de la Universitatea Western din Canada au demonstrat acest lucru prin introducerea genei în bacterii E. coli, crescând de peste 40 de ori rezistența acestora la deteriorarea provocată de radiațiile UV.[sursa]
Sfântul Graal al proteinelor
„Am fost profund surprinși de rezultatele obținute. Se pare că avem de-a face cu o proteină care funcționează cu adevărat ca o mașină autonomă.”, a declarat biochimistul Robert Szabla, autorul principal al studiului.
Deteriorarea necontrolată a ADN-ului poate duce la diverse afecțiuni, inclusiv cancer. De exemplu, expunerea la lumina UV poate deteriora ADN-ul din celulele pielii, crescând riscul de cancer de piele. Posibilitatea de a preveni sau chiar inversa această deteriorare ar putea avea un impact major asupra sănătății publice.
„Capacitatea de a manipula ADN-ul într-un mod precis reprezintă Sfântul Graal al biotehnologiei. Dacă am putea avea un sistem de scanare precum DdrC, care să patruleze celulele și să neutralizeze deteriorările ADN-ului la apariția acestora, ar putea sta la baza unui potențial vaccin împotriva cancerului.”, a explicat Szabla.[sursa]
Deinococcus radiodurans este un organism deosebit de robust, capabil să supraviețuiască unor doze de radiații de mii de ori mai mari decât cele letale pentru celulele umane. Această bacterie a supraviețuit chiar și în spațiul cosmic, pe exteriorul Stației Spațiale Internaționale, și ar putea rezista la condițiile dure de pe Marte. Se pare că proteina DdrC joacă un rol crucial în această rezistență excepțională.
„Într-o celulă umană, două rupturi în genomul de miliarde de perechi de baze sunt, de obicei, fatale. Dar în cazul DdrC, această proteină unică ajută celula să repare sute de fragmente de ADN rupte, reconstruind un genom coerent.”, a adăugat Szabla.
Pentru a înțelege mecanismul prin care DdrC funcționează, cercetătorii au utilizat un fascicul puternic de raze X de la Canadian Light Source pentru a analiza structura tridimensională a proteinei. S-a descoperit că DdrC scanează ADN-ul, identificând leziuni pe una sau ambele catene. Când detectează o ruptură, proteina se leagă de aceasta și caută o altă ruptură similară. Odată ce găsește două rupturi monocatenare, DdrC le leagă și compactează segmentul de ADN. În cazul rupturilor duble, proteina înfășoară capetele libere ale ADN-ului într-un cerc, stabilizând astfel structura.[studiu]
Aceste mecanisme nu doar că previn agravarea daunelor, dar și semnalează mecanismelor de reparare ale celulei să vină și să finalizeze procesul de reparare.
O mai bună înțelegere și adaptare a acestui mecanism ar putea avea aplicații vaste, inclusiv în dezvoltarea de vaccinuri împotriva cancerului și crearea de culturi rezistente la schimbările climatice. Și nu se oprește aici.
„DdrC este doar una dintre numeroasele proteine potențial utile din această bacterie. Următorul nostru pas este să explorăm ce alte mecanisme folosește Deinococcus radiodurans pentru a-și repara genomul. Suntem convinși că vom descoperi multe alte instrumente noi și valoroase.”, a concluzionat Szabla.
Abonaţi-vă la newsletter folosind butonul de mai jos, pentru a primi - periodic şi gratuit - o notificare pe adresa de email atunci când publicăm articole interesante:
