Ученые Университета Питтсбурга показали, что в раковых опухолях фермент PARP1 участвует в восстановлении теломер, и нарушение этого процесса может привести к укорочению теломер, что делает раковые клетки уязвимыми. Об открытии ранее неизвестного механизма рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Молекула PARP1 обнаруживает разрывы или повреждения в ДНК и проводит АДФ-рибозилирование — присоединение остатков АДФ-рибозы к определенным белкам, что привлекает другие белки, восстанавливающие разрыв. В новой работе было показано, что PARP1 также действует на теломерную ДНК, что открывает новые возможности для улучшения методов лечения рака.
В нормальных клетках геномные повреждения возникают естественным образом во время репликации ДНК, когда клетка делится, и PARP1 играет важную роль в исправлении этих ошибок. Но в то время как здоровые клетки реализуют другие пути восстановления ДНК, рак с дефицитом BRCA, к которому относятся многие опухоли молочной железы и яичников, в значительной степени зависят от PARP1.
Было обнаружено, что АДФ-рибоза прикрепляется к теломерной ДНК, чего не происходит при дефиците PARP1, и это продемонстрировало, что фермент отвечает за АДФ-рибозилирование ДНК. Однако в отсутствие фермента TARG1, удаляющего АДФ-рибозу, последняя накапливается в теломерах, что приводит к нарушению репликации теломер и преждевременному их укорочению. Это делает весь процесс подходящей мишенью для противораковых препаратов.
Ученые выдвинули гипотезу, что АДФ-рибоза влияет на целостность теломер, разрушая структуру, называемую шелтерином, которая защищает теломеры. Однако для подтверждения этого потребуются другие исследования.