Otkriven protein koji „popravlja” DNK, a mogao bi da postane i vakcina protiv raka

Protein, koji može direktno da zaustavi oštećenje DNK, naučnici smatraju „svetim gralom” jer zbog efikasnosti, koju je pokazao, mogao bi da bude iskorišćena za vakcinu protiv karcinoma. Nova studija naučnika sa Western University u Kanadi, objavljena u  Nucleic Acids Research,  pokazuje da je protein teoretski sposoban da se ubaci u bilo koji organizam, i upravo to ga čini kandidatom za vakcinu protiv raka od koga se mnogo očekuje.

Protein koji zaista deluje kao „samostalna mašina”

Protein odgovora na oštećenje DNK C (DdrC) pronađen je u maloj izdržljivoj bakteriji zvanoj Deinococcus radiodurans. Čini se da je DdrC veoma efikasan u otkrivanju oštećenja DNK, zaustavljanju i upozoravanju ćelije da započne proces obnove. Ali, najbolja karakteristika DdrC bi mogla da bude to što je prilično samostalan i radi svoj posao bez pomoći drugih proteina.

Trebalo bi da bude relativno lako preneti gen DdrC u skoro svaki drugi organizam kako bi se poboljšali sistemi popravke DNK, kao što su otkrili istraživači sa Western University u Kanadi kada su ga „ubrizgali“ u dosadnu Escherichia coli bakteriju.

– Na naše veliko iznenađenje, to je zapravo učinilo bakteriju više od 40 puta otpornijom na oštećenja od UV zračenja. Izgleda da je ovo redak primer gde imate jedan protein koji zaista deluje kao samostalna mašina – navodi biohemičar Robert Szabla, prvi autor novog rada.

Deinococcus radiodurans je bakterija u kojoj treba tražiti moćni protein

Nekontrolisano oštećenje DNK može da dovede do niza bolesti. UV zraci, na primer, mogu da oštete DNK u ćelijama naše kože, povećavajući šanse za rak kože. A ako je medicina u stanju da spreči ili čak preokrene tu štetu – to može da spasi mnoge živote.

– Sposobnost preuređivanja i manipulacije DNK na specifične načine je „sveti gral” u biotehnologiji. Šta ako imate sistem za skeniranje kao što je DdrC koji je „patrolirao“ našim ćelijama i neutralisao oštećenja kada se to dogodilo? To bi, znači, mogla da bude osnova potencijalne vakcine protiv raka – ističe biohemičar Szabla.

Deinococcus radiodurans je očigledno mesto za traženje ove vrste proteina. Bakterija može da  preživi doze zračenja hiljade puta veće nego što je dovoljno da ubije ljudsku ćeliju. Utvrđeno je da može čak i da preživi u uslovima uporedivim sa onima na površini Marsa. Ispostavilo se da DdrC igra ključnu ulogu u toj izdržljivosti.

– Kod ljudske ćelije, ako ima više od dva prekida u čitavom genomu, ona ne može da se obnovi i umire. Ali, u slučaju DdrC, ovaj jedinstveni protein pomaže ćeliji da „popravi“ stotine slomljenih fragmenata DNK – objašnjava Szabla.

Blagodat za genetski inženjering

Istraživači su koristili moćni snop rendgenskih zraka izvoru svetlosti da ispitaju 3D oblik DdrC i otkriju kako deluje ta njegova magija. Otkrili su da protein skenira duž DNK, tražeći lezije na jednom ili oba lanca. Kada pronađe jednolančani ili dvolančani prekid, vezuje se za njega i traži drugi prekid istog tipa. Jednom kada locira dva jednolančana prekida, DdrC će se vezati i imobilizirati oba, sabijajući segment DNK. Radi sličnu stvar sa parovima prekida sa dvostrukim lancima, umotavajući dva labava kraja zajedno da formiraju krug – kao da vezujete petlju u pertlu.

Ove „popravke” ne samo da sprečavaju da se oštećenje pogorša, već takođe signaliziraju mehanizmima za obnovu DNK ćelije da dođu i poprave prekide. Među mnogim prednostima efikasnije obnove DNK, prilagođavanje ovog mehanizma moglo bi da bude blagodat za genetski inženjering, pomažući naučnicima da se razviju vakcine protiv raka.

– DdrC je samo jedan od stotina potencijalno korisnih proteina u ovoj bakteriji. Sledeći korak je da proširimo dalje istraživanje i saznamo šta još ova ćelija koristi kako bi popravila sopstveni genom – jer ćemo sigurno pronaći mnogo više alata za koje nemamo pojma kako rade ili koliko će biti korisni – naglasio je biohemičar Szabla.