DNA-skador är ett ständigt hot mot livet. Ultraviolett (UV) strålning från solen, fria radikaler som produceras som biprodukter av ämnesomsättningen och till och med det enkla slitaget av cellulära processer kan alla skada DNA. Om den lämnas oreparerad kan denna skada leda till mutationer, celldöd och till och med cancer.
Celler har utvecklat ett antal DNA-reparationsmekanismer för att skydda sig mot denna skada. En av de viktigaste av dessa mekanismer kallas basexcisionsreparation (BER). BER reparerar skador på individuella baser, byggstenarna i DNA.
I en artikel publicerad i tidskriften _Nature_ har forskare från University of California, Berkeley och Howard Hughes Medical Institute bekräftat den grundläggande mekanismen för BER. De fann att ett protein som kallas poly(ADP-ribos) polymeras-1 (PARP-1) är avgörande för BER. PARP-1 binder till skadat DNA och rekryterar andra proteiner som hjälper till att reparera skadan.
"Denna studie ger en grundläggande förståelse för hur celler reparerar DNA-skador", säger studiens huvudförfattare Dr. Sanjay Kumar. "Denna kunskap kan leda till utvecklingen av nya terapier för cancer och andra sjukdomar som orsakas av DNA-skador."
Forskarna använde en kombination av biokemiska och genetiska tekniker för att studera BER i mänskliga celler. De fann att PARP-1 binder till skadat DNA inom några sekunder efter att skadan inträffade. Denna bindning utlöser en kaskad av händelser som leder till reparation av skadan.
Forskarna fann också att PARP-1 krävs för rekrytering av andra proteiner som är involverade i BER. Dessa proteiner inkluderar DNA-polymeras p och ligas Illa. DNA-polymeras β fyller i gapet i DNA-strängen som skapas genom att den skadade basen avlägsnas, och ligas IIIα tätar gapet.
"Denna studie ger en detaljerad förståelse av de molekylära mekanismerna för BER", säger studiens seniorförfattare Dr Stephen J. Elledge. "Denna kunskap kan leda till utvecklingen av nya terapier för en mängd olika sjukdomar som orsakas av DNA-skador."
DNA-skador är en viktig orsak till cancer, och BER är en nyckelmekanism som celler använder för att reparera denna skada. Genom att förstå de molekylära mekanismerna för BER kan forskare kanske utveckla nya läkemedel som kan hjälpa till att förebygga eller behandla cancer.
