В ядре клетки есть альтернативный источник энергии, позволяющий быстро перепрограммировать ДНК в условиях сильного стресса. Такое открытие сделали ученые из Центра геномной регуляции (Барселона), под руководством доктора Мигеля Беато (Miguel Beato), совместно с коллегами из университетов Помпеу Фабра, Ровира и Вирхилий, а также Института биомедицинских исследований (Испания). Результаты их исследования, опубликованные в журнале Science, пересказывает пресс-релиз Центра геномной регуляции.
Главным носителем энергии в клетках всех живых существ служит аденозинтрифосфат (АТФ). Это вещество синтезируется в митохондриях — энергетических станциях клетки; в некоторых случаях (в основном в раковых клетках) оно также может, медленнее и в меньших количествах, образовываться прямо в цитоплазме клетки, при расщеплении глюкозы.
Однако бывают случаи, когда много АТФ требуется в ядре клетки, причем очень быстро. Это происходит, когда организм подвергается сильному негативному внешнему воздействию. Тогда необходимо оперативно отделить ДНК от белков хроматина («начинки» ядра) и перепрограммировать его так, чтобы активировались гены, необходимые для адаптации к новым сложным условиям. Этот процесс требует большого количества энергии.
Беато с коллегами установили, что в этом случае в ядре запускается собственный механизм синтеза АТФ, из поли-АДФ-рибозы — одного из ключевых веществ, задействованных в распаковке хроматина и «починке» поврежденных участков ДНК. Происходит такой синтез под действием фермента NUDIX5. В экспериментах испанских ученых, блокирование NUDIX5 останавливало процесс распаковки хроматина и перепрограммирования ДНК, а в конечном счете — и адаптации организма к стрессовым условиям.
«Чрезвычайные ситуации требуют чрезвычайных мер. Когда клетки сталкиваются с необходимостью глобального перепрограммирования экспрессии генов, им требуется много энергии в ядре. В таких ситуациях клетки блокируют свой митохондриальный и цитоплазматический синтез АТФ, чтобы сфокусироваться на главной задаче в ядре», — объяснил Беато.
«Поскольку уровень NUDIX5 повышен в клетках при различных типах рака, это фундаментальное открытие может пригодиться и в практической онкологии. NUDIX5 может служить биомаркером в стратификации раковых опухолей и новой потенциальной целью для будущих методик лечения рака», — добавил Рони Райт (Roni Wright), один из ведущих соавторов исследования.
Напомним, что в прошлом году ученым впервые удалось создать микросхему, работающую на АТФ.
