Prelom vo vede. Výskumníci našli spôsob, ako zabrániť poškodeniu DNA, ktoré môže viesť k vážnym chorobám
Poškodenie DNA environmentálnym stresom otvára priestor pre rozvoj mnohých závažných ochorení. Výskumníci našli spôsob, ako mu zabrániť.
Environmentálne stresy môžu poškodiť našu DNA, čo v určitých prípadoch vedie ku kaskáde chýb, ktoré eventuálne vedú k srdcovým ochoreniam, neurodegenerácii alebo k chronickému zápalu. Výskumníci z University of Californa, Riverside ale vynašli nový chemický nástroj, ktorý dokáže tento proces prerušiť. Chráni tým DNA pred poškodením, ktoré vedie k chorobe.
V rámci nového výskumu sa autori sústredili na mitochondriálnu DNA. Tá sa líši od DNA, ktorá je uložená v jadre bunky. Autori štúdie vysvetľujú, že bunečná DNA ukrýva drvivú väčšinu genetického kódu, no mitochondriálna DNA nesie svoje vlastné menšie genómy. Tie sú mimoriadne dôležité pre správnu funkciu buniek, vrátane produkcie energie.
Mitochondriálna DNA existuje v niekoľkých kópiách na bunku. Keď sa ale poškodí, kópie DNA sa degradujú namiesto toho, aby sa opravili. Ak toto poškodenie nie je kontrolované, degradácia môže narušiť funkciu tkaniva a následne spôsobuje zápal. Autori štúdie vytvorili chemickú sondu, ktorá sa viaže na poškodené miesta mitochondriálnej DNA, skrátene mtDNA. Následne táto sonda blokuje enzýmové procesy, ktoré vedú k degradácii mtDNA. Nová chemická látka síce neopravuje poškodenie, no zabraňuje ďalšiemu poškodeniu mitochondriálnej DNA.
“V bunke už existujú cesty, ktoré sa pokúšajú mtDNA opraviť. Jej degradácia sa však odohráva častejšie než oprava, pretože v mitochondrii existuje veľká redundancia mtDNA molekúl. Našim cieľom bolo teda zastaviť degradáciu skôr, než sa stane problémom, hovorí Linlin Zhao, vedúci nového výskumu.
Ochrana pred ďalším poškodením
Nová chemická látka sa skladá z dvoch hlavných komponentov. Jeden komponent rozpoznáva poškodenú DNA a pripája sa ku nej, zatiaľ čo druhý komponent sa stará o to, aby sa látka dostala priamo do mitochondrie a tým pádom nechala jadrovú DNA nedotknutú.
Výskumníci novú látku otestovali v laboratóriu pomocou živých buniek. Výsledky tohto experimentu ukázali, že po aplikovaní látky sa výrazne znížila strata mtDNA. Poškodenie DNA výskumníci simulovali tým, že bunky vystavili nitrosamínom. Ide o toxické látky, ktoré nachádzame v spracovaných potravinách, vode ale aj cigaretovom dyme. Bunky, ktoré boli ošetrené novou látkou mali vyššie úrovne mtDNA. Toto zistenie môže v budúcnosti pomôcť bunkám uchovať si optimálnu úroveň produkcie energie.
Neprehliadni
Ako sme už spomenuli na začiatku, strata mtDNA môže viesť k rôznym ochoreniam alebo chronickým zápalom. Poškodenie mitochondriálnej DNA vedie napríklad k cukrovke, Alzheimerovej chorobe, artritíde, či zápalovému ochoreniu čriev. Keď sa fragmenty mtDNA dostanú von z mitochondrie do zvyšku bunky, môžu slúžiť ako núdzové volanie, ktoré aktivuje imunitný systém.
“Ak dokážeme udržať mitochondriálnu DNA v mitochondrii, dokážeme zabrániť kaskádovým signálom, ktoré vyvolávajú zápal,” vysvetľuje Zhao.
DNA funguje ako má, aj napriek obavám
Autori výskumu predpokladali, že keď pridajú do mtDNA “veľkú a nemotornú” látku, zabránia tomu, aby DNA správne fungovala. Prekvapilo ich keď zistili, že aj napriek tejto chemickej látke DNA funguje tak ako má. Takáto DNA stále podporuje transkripciu, teda proces, pri ktorom bunky premieňajú DNA na RNA a následne na proteíny. Keďže dôležité procesy fungujú stále tak, ako by fungovať mali, výskumníci môžu túto látku uplatniť v rôznych terapeutických postupoch.
Prístup vedcov je hlavne o zabraňovaní poškodeniu mtDNA, nie o oprave. Autori štúdie dodávajú, že ide o nový spôsob uvažovania, čo sa týka možnosti obrany genómu, ktorý sa nachádza pod stresom.
Odlišný tím výskumníkov v minuloročnej štúdii odhalili aj mechanizmus opravy DNA. Tento mechanizmus nám pomáha lepšie pochopiť, ako sa bunky v tele udržujú zdravé. Autori štúdie vysvetľujú, že ich objav by mohol viesť k novým liekom proti predčasnému starnutiu alebo rakovine. Popri tom sa dozvedajú viac o tom, ako fungujú niektoré lieky používané pri chemoterapii. Viac o tomto mechanizme nájdeš v našom článku.
