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Alcuni tipi di proteine possono stabilizzare il DNA nocivo

All'università di Copenhaghen, i ricercatori hanno scoperto come alcuni tipi di proteine stabilizzano il DNA nocivo e quindi conservano la funzione e l'integrità del DNA. Questa nuova individuazione egualmente spiega perché la gente con i difetti innati o acquistati in determinate proteine non può tenere il loro DNA stabile e sviluppare le malattie quale cancro.

Ogni giorno, i somatociti dividono milioni di periodi ed il mantenimento della loro identità richiede che una cella di madre comunichi le informazioni genetiche complete alle cellule figlie senza errori.

Ciò non è un piccolo compito perché il nostro DNA è costantemente sotto attacco, entrambi dall'ambiente ma anche dalle proprie attività metaboliche delle cellule. Di conseguenza, i fili del DNA possono essere rotti almeno una volta durante l'ogni ciclo di divisione cellulare e questa frequenza può aumentare da determinati stili di vita, come fumo, o di persone che nascono con i difetti nella riparazione del DNA.

A sua volta, questo può piombo a danno genetico irreversibile ed infine causare le malattie quali cancro, l'immunodeficienza, la demenza o i difetti inerenti allo sviluppo.

Ora i ricercatori dal centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina all'università di Copenhaghen hanno scoperto come determinate proteine orchestrano la riparazione di DNA nocivo per assicurare la sua stabilità sopra le generazioni e per prevenire danni il danno collaterale to il DNA illeso vicino.

I risultati sono stati pubblicati nella natura del giornale scientifico.

In breve, due proteine hanno chiamato 53BP1 e RIF1 si impegnano per costruire “un'impalcatura„ tridimensionale intorno ai fili rotti del DNA. Questa impalcatura poi localmente concentra le proteine speciali della riparazione, quella scarseggia e quella è criticamente necessaria riparare il DNA senza errori.

È una scoperta unica. La comprensione dei meccanismi di difesa naturali dell'organismo ci permette di capire meglio come determinate proteine comunicano e la rete per riparare il DNA nocivo. Ciò dà una possibilità migliorare la progettazione come il danno del DNA causa le droghe di progettazione e di malattia che migliorano il trattamento dei pazienti con DNA instabile.

Direttore ed il professor concentrare Jiri Lukas delle fondamenta di Novo Nordisk concentrano per la ricerca della proteina

Impedisce il deterioramento

I microscopi altamente avanzati di super-risoluzione sono stati utilizzati in questo studio. Questa tecnologia permette ai ricercatori di zummare sulle celle viventi e di prevedere gli oggetti circa la dimensione del un-millesima della larghezza dei capelli e di seguire come l'impalcatura protettiva della proteina monta e si sviluppa intorno alla frattura del DNA.

“Questo ha potuto essere confrontato a mettere una colata di gesso su un cosciotto rotto; stabilizza la frattura ed impedisce il danno peggiorare ed il raggiungimento del punto in cui può più non guarire,„ dice Postdoc Fena Ochs, dal centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina ed il primo autore di nuovo studio.

Chiama i riparatori

Così perché è questa scoperta così novella? Il presupposto precedente era che le proteine quali 53BP1 e RIF1 agiscono soltanto nella vicinanza più vicina della frattura del DNA. Tuttavia, per mezzo dei microscopi di super-risoluzione, gli scienziati potevano vedere che la riparazione senza errori di DNA rotto richiede una costruzione molto più grande.

“In linea generale, la differenza fra le proporzioni dell'proteina-armatura e la frattura del DNA corrisponde ad una pallacanestro e una capocchia di spillo„, dice Fena Ochs.

Secondo i ricercatori, il fatto che l'impalcatura supportante della proteina è così tanto più grande della frattura, sottolineature quanto importante è affinchè la cella non solo stabilizzi la ferita del DNA, ma anche l'ambiente circostante.

Ciò concede conservare l'integrità del sito nocivo e della sua vicinanza ed aumenta la probabilità di attrazione “degli operai„ altamente specializzati nella cella per eseguire la riparazione reale.

Queste proteine dalla cosiddetta rete di Shieldin egualmente recentemente sono state identificate dai ricercatori dal centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina.

La mancanza di armatura può piombo alle malattie quale cancro

Uno dei vantaggi più notevoli di ricerca di base quale il nuovo studio è che fornisce agli scienziati gli strumenti molecolari per simulare e così migliora capisce, circostanze che accadono durante lo sviluppo di una malattia reale.

Quando gli scienziati hanno impedito le celle per costruire l'impalcatura della proteina intorno a DNA fratturato, hanno osservato che le grandi parti del cromosoma vicino sono andato in pezzi rapido.

Ciò celle DNA-nocive causate per iniziare i tentativi di alternativa di ripararsi, ma questa strategia era spesso inutili ed ha esacerbato la distruzione del materiale genetico.

Secondo i ricercatori, questo può spiegare perché la gente che manca delle proteine dell'impalcatura è a malattie inclini causate da DNA instabile.

Infographic “dell'proteina-armatura„. “È una scoperta unica. La comprensione dei meccanismi di difesa naturali dell'organismo ci permette di capire meglio come determinate proteine comunicano e la rete per riparare il DNA nocivo. Ciò dà una possibilità migliorare la progettazione come il danno del DNA causa la malattia e droghe di progettazione che migliorano il trattamento dei pazienti con DNA instabile,„ dice Direttore ed il professor concentrare Jiri Lukas del centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina.

Impedisce il deterioramento

I microscopi altamente avanzati di super-risoluzione sono stati utilizzati in questo studio. Questa tecnologia permette ai ricercatori di zummare sulle celle viventi e di prevedere gli oggetti circa la dimensione di un millesima della larghezza dei capelli e di seguire come l'impalcatura protettiva della proteina monta e si sviluppa intorno alla frattura del DNA.

“Questo ha potuto essere confrontato a mettere una colata di gesso su un cosciotto rotto; stabilizza la frattura ed impedisce il danno peggiorare ed il raggiungimento del punto in cui può più non guarire,„ dice Postdoc Fena Ochs, dal centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina ed il primo autore di nuovo studio.

Chiama i riparatori

Così perché è questa scoperta così novella? Il presupposto precedente era che le proteine quali 53BP1 e RIF1 agiscono soltanto nella vicinanza più vicina della frattura del DNA. Tuttavia, per mezzo dei microscopi di super-risoluzione, gli scienziati potevano vedere che la riparazione senza errori di DNA rotto richiede una costruzione molto più grande.

“In linea generale, la differenza fra le proporzioni dell'proteina-armatura e la frattura del DNA corrisponde ad una pallacanestro e una capocchia di spillo„, dice Fena Ochs.

Secondo i ricercatori, il fatto che l'impalcatura supportante della proteina è così tanto più grande della frattura, sottolineature quanto importante è affinchè la cella non solo stabilizzi la ferita del DNA, ma anche l'ambiente circostante.

Ciò concede conservare l'integrità del sito nocivo e della sua vicinanza ed aumenta la probabilità di attrazione “degli operai„ altamente specializzati nella cella per eseguire la riparazione reale.

Queste proteine dalla cosiddetta rete di Shieldin egualmente recentemente sono state identificate dai ricercatori dal centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina.

La mancanza di armatura può piombo alle malattie quale cancro

Uno dei vantaggi più notevoli di ricerca di base quale il nuovo studio è che fornisce agli scienziati gli strumenti molecolari per simulare e così migliora capisce, circostanze che accadono durante lo sviluppo di una malattia reale.

Quando gli scienziati hanno impedito le celle per costruire l'impalcatura della proteina intorno a DNA fratturato, hanno osservato che le grandi parti del cromosoma vicino sono andato in pezzi rapido.

Ciò celle DNA-nocive causate per iniziare i tentativi di alternativa di ripararsi, ma questa strategia era spesso inutili ed ha esacerbato la distruzione del materiale genetico.

Secondo i ricercatori, questo può spiegare perché la gente che manca delle proteine dell'impalcatura è a malattie inclini causate da DNA instabile.

Lo studio “su stabilizzazione di integrità del genoma delle misure di sicurezza di topologia della cromatina„ è pubblicato nella natura rinomata del giornale scientifico.

Il centro delle fondamenta di Novo Nordisk per la ricerca della proteina recentemente ha ricevuto ad una concessione della DKK 700 milioni per ulteriore ricerca di base nel corso dei cinque anni successivi.

Il centro è una guida nella ricerca della proteina che impiega la microscopia avanzata, la spettrometria di massa, la biologia strutturale, scienze di ordinamento del DNA e di dati per identificare e caratterizzare le proteine importanti in questione nello sviluppo di malattia. Lo scopo della ricerca di base aprente la strada del centro è di aprire la strada per la scoperta di nuovi o trattamenti più efficienti delle malattie umane quali cancro o il diabete.

Source:
Journal reference:

Ochs, F. et al. (2019) Stabilization of chromatin topology safeguards genome integrity. Nature. doi.org/10.1038/s41586-019-1659-4