محققان 9 عامل جدید را در فرآیند ترمیم DNA که برای سلامت سلول های انسانی حیاتی است شناسایی کرده اند —

DNA که تقریباً در هر سلول انسانی پیچیده شده است روزانه در معرض هزاران توهین و جراحت از درون و بیرون قرار می گیرد، به همین دلیل است که بدن انسان چندین مکانیسم بسیار مؤثر را برای ترمیم آسیب DNA ایجاد کرده است.

رائول موستوسلاوسکی می‌گوید: “ما مکانیسم‌های بسیار خوبی برای ترمیم شکستگی‌های DNA داریم، و زمانی که آنها شکست می‌خورند، در نهایت با بیماری مواجه می‌شویم. ما بی‌ثباتی ژنومی را انباشته می‌کنیم، جهش‌ها را انباشته می‌کنیم، و بسیاری از بیماری‌ها به دلیل ناتوانی سلول‌ها در ترمیم DNA رخ می‌دهند.” ، MD، PhD، مدیر علمی مرکز سرطان MGH و پروفسور لورل شوارتز انکولوژی (پزشکی) در دانشکده پزشکی هاروارد.

ترمیم آسیب DNA یک شمشیر دو لبه است: هنگامی که به اشتباه می رود، می تواند منجر به بیماری هایی مانند سرطان و اختلالات حرکتی دژنراتیو شود، اما همچنین می توان از آن برای درمان بسیاری از انواع سرطان با استفاده از داروهایی استفاده کرد که با توانایی DNA برای اصلاح خود تداخل دارند. ، در نتیجه باعث توقف تکثیر سلول های سرطانی و مرگ می شود.

موستوسلاوسکی توضیح می‌دهد که مطالعات قبلی درباره مکانیسم‌های ترمیم DNA با استفاده از سیستم‌های توسعه‌یافته توسط بیوشیمی‌دانان برای خالص‌سازی پروتئین‌ها انجام شده است، اما این سیستم‌ها بازده یا «بازده» نسبتاً کمی دارند.

ما تصمیم گرفتیم که یک سنجش توان عملیاتی بالا بسازیم تا عوامل ترمیم را به روشی بی‌طرف‌تر شناسایی کنیم. ما در نهایت به توسعه یک سیستم خودکار مبتنی بر میکروسکوپ منحصربفرد برای ایجاد آسیب DNA و جمع‌آوری اطلاعات در مورد پروتئین‌هایی که برای این نوع از مواد استفاده می‌شوند، رسیدیم. آسیب،” او می گوید.

مستوسلاوسکی و همکارانش در MGH و هاروارد با همکاری محققان در مرکز ملی تحقیقات سرطان در مادرید و مراکز دیگر در ایالات متحده، کانادا و چین، روشی بسیار حساس را برای تجسم مکانیسم‌های ترمیم DNA در محل کار ایجاد کرده‌اند. آنها با استفاده از این تکنیک، 9 پروتئین جدید را شناسایی کردند که در ترمیم DNA نقش دارند، یافته ای که می تواند به محققان در توسعه داروهای جدید سرطان و همچنین روش هایی برای بهبود اثربخشی درمان های موجود کمک کند.

آنها تکنیک خود را – ترکیبی از میکروسکوپ با کارایی بالا و یادگیری ماشین – در مجله توصیف می کنند گزارش های سلولی

محققان ابتدا یک آزمایش میکروسکوپی با توان بالا برای تجزیه و تحلیل چگونگی جذب یا حذف پروتئین ها از شکسته های DNA دو رشته ای ایجاد کردند. با این سیستم آنها کتابخانه ای از 384 عامل عمدتاً ناشناخته ایجاد کردند و توانستند تشخیص دهند که کدام یک از این پروتئین ها در هنگام آسیب DNA وارد عمل می شوند.

آنها سپس یک مطالعه اثبات اصل را انجام دادند، به دنبال یک عامل خاص با برچسب PHF20 که دور از محل آسیب DNA نگهداری می شود، و کشف کردند که PHF20 مستثنی است زیرا می تواند در استخدام یک فاکتور مهم ترمیم DNA دیگر با برچسب 53BP1 تداخل ایجاد کند.

برای مثال، سیستم‌هایی که Mostoslavsky و همکارانش توسعه دادند، می‌تواند به بهبود درمان سرطان سینه و تخمدان ناشی از جهش در ژن‌های حساسیت به سرطان BRCA1 و BRCA2 کمک کند. این سرطان ها با دسته ای از داروها به نام مهارکننده های PARP درمان می شوند که با مهار یک فاکتور خاص ترمیم DNA کار می کنند.

این کار توسط MGH، مؤسسه ملی بهداشت، وزارت علوم و نوآوری اسپانیا، مؤسسه بهداشت کارلوس III، ماری کوری COFUND FP7، شورای تحقیقات اروپا، و شورای تحقیقات علوم طبیعی و مهندسی کانادا پشتیبانی می شود.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط بیمارستان عمومی ماساچوست. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.