Исследовательская группа Болонского университета впервые определила конкретное местоположение и геномный контекст, где происходят разрывы ДНК из-за ингибирования топоизомеразы I, белка, имеющего решающее значение для многих биологических процессов в клетках. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances , могут привести к значительным успехам в разработке новых методов лечения рака.

Одной из важнейших функций топоизомеразы I является регуляция суперспирализации ДНК. Фактически, молекула ДНК обычно сворачивается сама на себя несколько раз, чтобы поместиться внутри ядра клетки , и «расслабляется» только в определенные моменты, например, во время репликации и транскрипции.

Эта фундаментальная роль в жизни клетки делает топоизомеразу I важной целью для терапии рака: ее ингибирование приводит к разрывам цепей ДНК, предотвращая репликацию больных клеток. Этот механизм разрыва был в центре внимания исследования, проведенного исследователями Alma Mater.

«Используя технологии секвенирования генома, мы смогли картировать двухцепочечные разрывы ДНК по всему геному человека и интегрировать эти данные с геномными картами других важных факторов, участвующих в процессе транскрипции ДНК», — объясняет Джованни Капранико, профессор кафедры фармацевтики и биотехнологии Болонского университета, который координировал исследование.

«Объединив и проанализировав эти данные биоинформатически, мы впервые смогли определить местоположение и геномный контекст, в котором происходят разрывы, вызванные ингибированием топоизомеразы I ДНК. Мы также обнаружили, что этот механизм разрыва происходит только в начале фазы клеточного цикла, когда происходит репликация ДНК».

Короче говоря, результаты описывают новый механизм, посредством которого ингибирование топоизомеразы вызывает повреждение ДНК и геномную нестабильность в раковых клетках. Это открытие может привести к появлению новых методов лечения рака.

Исследование было проведено Группой по исследованию геномной нестабильности при раке кафедры фармацевтики и биотехнологии Болонского университета.

Исследовательская группа под руководством профессора Джованни Капранико включает Рене К. Дуардо, Джессику Маринелло, Марко Руссо, Сару Морелли, Симону Пепе и Федерико Герра. Во время исследования Рене К. Дуардо (тогда аспирантка) провела время за границей в Андалузском центре молекулярной биологии и регенеративной медицины (CABIMER) и в Университете Севильи под руководством профессоров Андреса Агилеры и Белен Гомес Гонсалес.