Celler gör kontinuerligt kopior av sitt DNA så att de sedan kan dela sig. Detta kräver att du packar upp DNA-dubbelhelixen och kopierar var och en av de två strängarna som mall för nytt DNA. Kopiorna korrekturläses sedan noggrant för att fånga upp kopieringsfel. Men trots all denna omsorg, kopieras mycket sällan en bit av DNA av misstag två gånger och bildar ett extrakromosomalt DNA-fragment (ecDNA).
Celler har sätt att försämra dessa extra kopior när de väl har bildats, men om de inte bryts ned tillräckligt snabbt kan de orsaka förödelse. 2013 visade Francis Crick-teamet att ecDNA kan sys tillbaka till kromosomalt DNA, vilket orsakar deletioner och omarrangemang som kan bidra till cancer och autoimmuna sjukdomar.
Forskarna upptäckte att de proteiner som är ansvariga för att initiera kopiering av DNA, så kallade helikaser, också ger den första kontrollen för ecDNA-bildning. Helikaserna kan avgöra om DNA:t redan är uppackat och bör därför inte kopieras, till exempel om DNA:t av misstag redan har kopierats två gånger.
Teamet visade att helikaserna bär på en liten kemisk modifiering som kallas en metylgrupp, som blockerar dem från att initiera kopiering av DNA:t om DNA:t redan är öppet. Om detta misslyckas och kopieringen startar, binder andra proteiner till ändarna av DNA:t och rekryterar snabbt enzymer för att förstöra det.
Fynden hjälper till att belysa vissa sjukdomar som orsakas av mutationer i helikaserna. Till exempel är mutationer som tar bort metylgruppen förknippade med för tidigt åldrande, medan mutationer som förhindrar bindning till ändarna av DNA är inblandade i cancer och autoimmuna sjukdomar.
Ytterligare forskning kommer att undersöka om de proteiner som är involverade i att upptäcka och förstöra ecDNA kan utnyttjas för att utveckla nya terapier för cancer och autoimmuna sjukdomar.
Forskningen finansierades av Francis Crick Institute, Cancer Research UK, Wellcome Sanger Institute och Medical Research Council.
