Köln Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, insan, fare ve nematod hücrelerinde DNA onarım mekanizmalarını engelleyerek yaşlanmaya ve hastalığa katkıda bulunan DREAM adlı bir protein kompleksi keşfettiler. DREAM kompleksini farmasötik bir ajanla başarılı bir şekilde bastırdılar, hücrelerin DNA hasarına karşı dayanıklılığını artırdılar ve daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulsa da, yaşlanma ve kanser için potansiyel yeni tedaviler önerdiler.
Fransa Üniversitesi’ndeki araştırmacılar Köln, bir protein kompleksinin insan hücrelerinde, farelerde ve nematod Caenorhabditis elegans’ta genomik hasarın onarımını engellediğini bulmuştur. Ayrıca, ilk kez bu kompleksi farmasötik bir ajanla başarılı bir şekilde engellemeyi başardılar.
“Vücut hücrelerinde sözde DREAM kompleksini bastırdığımızda, çeşitli onarım mekanizmaları devreye girerek bu hücreleri son derece dirençli hale getiriyorlar. Köln Üniversitesi CECAD Yaşlanma Araştırmalarında Mükemmeliyet Kümesi’ndeki Yaşlanma ve Hastalıkta Genom Kararlılığı Enstitüsü Direktörü Profesör Dr. Björn Schumacher, “her türlü DNA hasarına karşı,” dedi.
DNA Genetik verilerin dikkatli bir şekilde korunması gerekir. Ancak, çevresel faktörler veya normal metabolizmamız nedeniyle sürekli tehdit altındadır. Bu nedenle DNA’yı onarmak, genomumuzun kararlılığını korumak ve hücrelerimizin düzgün çalışmasını sağlamak için hayati önem taşır.
“Bulgularımız ilk kez vücut hücrelerinde DNA onarımını iyileştirmemize ve nedenlerini hedeflememize olanak sağlıyor. yaşlanma ve kanser gelişimi, ”diye ekledi Schumacher. Yine de, bu sonuçlar insan hastalar için yeni tedavilere çevrilene kadar daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Çalışma Nature Structural & Molecular Biology’de yayınlandı.
DNA hasarı yaşlanmaya ve hastalığa yol açar
Genetik materyalimiz nesilden nesile aktarılır. Bu nedenle üreme hücrelerimizde özellikle iyi korunur. Orada son derece hassas DNA onarım mekanizmaları iş başındadır ve genetik materyaldeki çok az değişikliğin yavrulara aktarılmasını sağlar. DNA onarımı sayesinde insan genomumuz iki yüz bin yıldır atalarımız tarafından bize aktarılmıştır. Genetik bilginin korunmasını her zaman sağlamıştır. DNA da vücut hücrelerimizde sürekli olarak onarılır, ancak bu yalnızca kişinin yaşamı boyunca devam eder.
Bazen çocuklar hatalı DNA onarım sistemleriyle doğarlar, bu da onların daha hızlı yaşlanmasına ve bunun gibi yaşa bağlı tipik hastalıklara yakalanmasına neden olur. zaten çocuklukta nörodegradasyon ve damar sertliği olarak. Bazı durumlarda, kanser riskleri de son derece yüksektir. Bunların tümü, düzgün bir şekilde onarılamayan DNA hasarının sonuçlarıdır.
DREAM kompleksi, onarımları engeller
Schumacher ve ekibi, vücut hücrelerinin neden üreme hücreleriyle aynı onarım mekanizmalarına sahip olmadığını araştırdı. Nematod C. elegans ile yapılan deneylerde, DREAM protein kompleksinin vücut hücrelerindeki DNA onarım mekanizmalarının miktarını sınırladığını keşfettiler: kompleks, onarım mekanizmaları için talimatlar içeren DNA’nın yapım planlarına bağlanır. Bu, büyük miktarlarda üretilmesini engeller. Bununla birlikte, germ hücrelerinde DREAM kompleksi yoktur. Bu nedenle, doğal olarak büyük miktarlarda DNA onarım mekanizması üretirler.
Memelilerde ayrıca bir DREAM kompleksi vardır
Laboratuvarda insan hücreleriyle yapılan başka deneylerde (hücre kültürü), bilim adamları, DREAM kompleksi, insan hücrelerinde aynı şekilde çalışır. Ayrıca DREAM kompleksini farmasötik bir ajanla geçersiz kılmayı başardılar. “C. elegans’ta gördüğümüz etkinin aynısını görmekten çok memnun olduk. Schumacher’in ekibinde postdoc ve çalışmanın baş yazarı Arturo Bujarrabal, “İnsan hücreleri tedaviden sonra DNA hasarına karşı çok daha dirençliydi” dedi. DREAM kompleks inhibitörü ile tedavi, farelerde de şaşırtıcı etkiler gösterdi: Farelerin retinasındaki DNA onarılabilir ve gözün işlevi korunur. Test, bazı hastalar gibi erken yaşlanan ve gözün retinasında tipik bir dejenerasyon gösteren farelerde gerçekleştirildi.
Uzayda DNA hasarı
Genom hasarı da önemli bir rol oynar uzaydaki aşırı yüksek radyasyon nedeniyle insanlı uzay uçuşu. İyileştirilmiş DNA onarımı olmadan uzayda daha uzun süre kalmak neredeyse hayal bile edilemez. Schumacher şöyle özetliyor: “DNA onarımının bu yeni keşfedilen ana düzenleyicisini hedefleyen ve iyileştiren tedaviler, genler bozulmadan kaldığı için kanser riskini azaltabilir.” Ek olarak, hücreler işlevlerini yalnızca bozulmamış bir genomla yerine getirebildikleri için yaşa bağlı hastalık riski de azalır.
Referans: “DREAM kompleksi, somatik DNA onarım kapasitelerinin korunmuş ana düzenleyicisi olarak işlev görür”: Arturo Bujarrabal-Dueso, Georg Sendtner, David H. Meyer, Georgia Chatzinikolaou, Kalliopi Stratigi, George A. Garinis ve Björn Schumacher, 23 Mart 2023, Nature Structural & Molecular Biology.
DOI: 10.1038/s41594- 023-00942-8
Çalışma, Köln Üniversitesi CECAD Yaşlanma Araştırmalarında Mükemmeliyet Kümesi’ne bağlı Yaşlanma ve Hastalıklarda Genom Stabilitesi Enstitüsü’nde gerçekleştirilmiştir.