Хранителното снабдяване на клетките влияе върху обработката им с увредена ДНК - LABO ONLINE

Диета за клетката

Поддържане на ДНК във форма поради липса на хранителни вещества

Клетките по същество са в състояние да поправят спонтанно възникващи грешки в генетичната информация. Този процес на възстановяване обаче не винаги работи правилно, така че в някои случаи повредената ДНК се предава по време на клетъчното делене.

клетките

Сега учени от Центъра за молекулярна биология към Хайделбергския университет (ZMBH) демонстрираха в дрождни клетки, че механизмът за наблюдение на ремонтите и по този начин качеството на ДНК се влияе от хранителните запаси на клетката. Това може да доведе до нови подходи за подобряване на раковите терапии, например според ръководителя на изследователската група д-р. Брайън Люк. Резултатите от работата бяха публикувани в списание "Cell Reports".

Всяка клетка съдържа генетичен материал под формата на ДНК, в който се съхранява цялата информация за функциите на клетката. За да се получи правилно функционираща дъщерна клетка, ДНК трябва да се копира точно с всяко клетъчно делене. Предаването на повредена генетична информация обаче трябва да бъде предотвратено.

Фирма за статията

Теми в статията

  • Специален анализ в клетъчната биология
  • Рапамицин
  • Клетъчно делене
  • ДНК увреждане
  • химиотерапия
  • онкология
  • Терапия на рака

За да разпознаят повредена или дефектна ДНК и да избегнат наследяването й на дъщерни клетки, клетките са разработили механизми за наблюдение. Тези така наречени контролни точки пречат на клетките да се делят и дават на клетката повече време за възстановяване на повредения генетичен материал. В някои случаи обаче ефективен ремонт не е възможен дори при активирани контролно-пропускателни пунктове. Ако увреждането на ДНК продължава много дълго, клетката изключва контролните пунктове, без да чака ДНК да бъде поправена. Този процес, известен като адаптация, първоначално изглежда полезен за отделната клетка, тъй като в крайна сметка позволява по-нататъшен растеж. „Приспособяването обаче често е опасно за целия организъм, тъй като неремонтираната ДНК може да доведе до заболявания като рак“, подчертава д-р. люк.

Молекулярните биолози Джулия Клермунд и Катарина Бендер от изследователската група на Брайън Лука са намерили начин да попречат на клетките да изключват контролните си пунктове. Това им дава повече време за възстановяване и в същото време се предотвратява предаването на дефектна ДНК към дъщерни клетки. Изследователите успяха да покажат, че снабдяването с хранителни вещества в клетъчната среда е важен фактор, който влияе на този процес: Увредените клетки, които имат само няколко хранителни вещества на разположение, не се адаптират, а спират растежа си с постоянно активен контролен пункт.

Същият ефект се наблюдава, когато повредената ДНК се третира с рапамицин. Това е лекарство, което инхибира метаболитните сигнални пътища и по този начин имитира недостига на хранителни вещества. „Клетките в бедно на хранителни вещества състояние са били значително по-жизнеспособни в дългосрочен план, вероятно защото са чакали генетичната информация да бъде възстановена преди клетъчното делене“, обяснява Джулия Клермунд. "Предполагаме, че богата на хранителни вещества среда кара клетките да растат и да се делят, дори и да не го правят, например защото ДНК е повредена. От друга страна, липсата на хранителни вещества очевидно гарантира, че клетките само тогава" рискуват "да се разделят. когато всички щети са отстранени ", добавя д-р. люк.

Според учен от Хайделберг, наскоро изследвания от Съединените щати показват, че хранителните дефицити или лечението с рапамицин могат да удължат живота на клетките и дори да подобрят ефективността на някои химиотерапевтични лечения. Според Брайън Лука работата в ZMBH може да допринесе важни подробности за изясняването на тези механизми на действие и да покаже подходи как могат да се постигнат допълнителни подобрения.

Д-р Люк изследва в рамките на алианса DKFZ-ZMBH, стратегическото сътрудничество между Германския център за изследване на рака (DKFZ) и Центъра за молекулярна биология към Хайделбергския университет. Неговата изследователска група е член на Network Aging Research (NAR). Настоящата работа първоначално е финансирана от програмата FRONTIER на Ruperto Carola и след това е извършена като част от специалната изследователска област „Клетъчен контрол на качеството и ограничаване на щетите“ (SFB 1036). Джулия Клермунд и Катарина Бендер са докторанти в екипа на Брайън Лука.