چگونگی حذف کپی های اضافی توسط سلول

به گزارش واحد ژنتیک پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، بر اساس مطالعه جدیدی که توسط محققان Weill Cornell Medicine انجام شده است، پروتئینی که DNA را برای همانندسازی آماده می کند، از کنترل خارج شدن فرآیند همانندسازی را نیز جلوگیری می کند. این اثر که در 5 ژانویه در Molecular Cell منتشر شد، معمایی را حل می کند که مدت ها زیست شناسان را متحیر کرده بود. سلول های انسان و همه موجودات برتر دیگر از سیستم پیچیده ای از نقاط بازرسی و پروتئین های مجوز استفاده می کنند تا اطمینان حاصل کنند که ژنوم خود را دقیقاً یک بار قبل از تقسیم تکرار می کنند. در آماده سازی برای تقسیم سلولی، پروتئین های مجوز دهنده به نواحی خاصی در DNA متصل می شوند و آنها را به عنوان مبدا تکثیر معرفی می کنند. هنگامی که مرحله سنتز DNA چرخه سلولی شروع می شود، همانندسازی تنها در آن مکان های دارای مجوز شروع می شود و طبق مدل فعلی فقط یک بار شروع می شود. همان عاملی که اجازه می دهد این مجوز اتفاق بیفتد، تنها پس از شروع به کار این مبداهای تکثیر تخریب می شود. در اصل، سلول می تواند این ماشین های مجوز را روی DNA که قبلا تکثیر شده است، بارگذاری کند، بنابراین، به جای دو نسخه، سه یا چهار نسخه از آن بخش DNA دریافت می کنید و انتظار می رود این سلول ها یکپارچگی ژنوم را از دست بدهند و بمیرد یا سرطانی شود.

نتیجه مطالعات

پی بردن به اینکه چگونه سلول ها از این سرنوشت اجتناب می کنند بسیار مشکل بوده است. نالین راتنایکا معتقد است ما باید رویدادها را در اولین دقایق مرحله سنتز DNA چرخه سلولی مطالعه می کردیم، بنابراین این یک دوره بسیار گذرا است. این کار نشان داد که یک عامل مجوز شناخته شده، CDT1، نه تنها به بخشی از DNA اجازه می دهد تا به منشا همانندسازی تبدیل شود، بلکه به عنوان یک ترمز برای همانندسازی DNA عمل می کند و از عملکرد آنزیم تکثیر ضروری به نام CMG هلیکاز جلوگیری می کند. برای شروع سنتز DNA، آنزیم های سلول ابتدا باید CDT1 را تجزیه کنند. مکانیسم های پیشنهادی قبلی برای هماهنگ کردن این انتقال از مرحله صدور مجوز چرخه سلولی به مرحله شلیک چرخه سلولی به عوامل بازدارنده مجوز بستگی دارد. فاکتور مجوز CDT1 خود از پیشرفت سنتز DNA جلوگیری می کند. محققان همچنین دریافتند که مکانیسم بازدارندگی را می توان در یک سیستم ساده که کل فرآیند سنتز DNA را با اجزای خالص شده در یک لوله آزمایش بازتولید می کند، خلاصه کرد. دکتر مایر می گوید این به ما امکان می دهد تمام اجزای سنتز DNA را بازسازی کنیم و ثابت کنیم که هلیکاز CMG مستقیماً توسط CDT1 مهار می شود. از آنجایی که شکست در صدور مجوز تکثیر می تواند سلول ها را بکشد یا آنها را سرطانی کند، نتایج درک جدیدی از سلامت و بیماری سلول ارائه می دهد. بنابراین کار آینده برای شناسایی مکانیکی آنچه که با مهار CDT1 در حال رخ دادن است، بینش بیشتری در مورد بیوفیزیک از نحوه عملکرد هلیکاز CMG خواهد داد و مناطق خاصی از این مجموعه را که می توان با استفاده از داروها هدف قرار داد، مشخص خواهد کرد.