Το DNA σε κάθε κύτταρο του σώματός σας υφίσταται διαλείμματα διπλών κλώνων πολλές φορές την ημέρα. Το Survival απαιτεί έναν μηχανισμό επισκευής για αυτό. Πάνω από δισεκατομμύρια χρόνια, έχουμε εξελιχθεί για να είμαστε πολύ καλοί - αλλά όχι τέλειοι - στο να διορθώσουμε αυτά τα λάθη καθώς αυτά συμβαίνουν.
Όταν τα λάθη δεν διορθώνονται, ο καρκίνος μπορεί να είναι η συνέπεια, οπότε η κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του μηχανισμού επιδιόρθωσης θα μπορούσε να είναι απαραίτητη για τη θεραπεία της νόσου.
Η Δρ Donna Whelan του Πανεπιστημίου La Trobe της Αυστραλίας δεν είναι η πρώτη που παρακολουθεί τη διαδικασία επιδιόρθωσης του DNA, αλλά οι προηγούμενες προσπάθειες συχνά περιλάμβαναν μάλλον τεχνητές συνθήκες.
Για παράδειγμα, οι βλάβες που διορθώθηκαν από τις πρωτεΐνες σε προηγούμενες μελέτες ήταν συχνά αυτές που προκλήθηκαν από τη λάμψη ισχυρού φωτός λέιζερ στα κύτταρα ή την έκθεσή τους σε επιβλαβείς χημικές ουσίες.
Αντ 'αυτού, η Whelan έχει χρησιμοποιήσει μια διαδικασία γνωστή ως πολύχρωμη μικροσκοπία εντοπισμού ενός μορίου για να παρατηρήσει τις πρωτεΐνες «πρώτης απόκρισης» καθώς σπεύδουν να επιδιορθώσουν τα συνηθισμένα διαλείμματα DNA που συμβαίνουν ακόμη και υπό μη-στρες συνθήκες.
Η μικροσκοπία εντοπισμού ενός μορίου αναπτύχθηκε αρχικά για χρήση από φυσικούς χημικούς, που η Whelan είπε στην IFLScience, έκανε «επιστήμη για χάρη της επιστήμης», αντί να έχει σαφείς εφαρμογές στο μυαλό. Η μεταφορά αυτού σε λειτουργικά κελιά χρειάστηκε προσπάθεια. «Μερικές από τις πρώτες εικόνες μέσα στα κελιά χρειάστηκαν 12 ώρες».
Φυσικά με αυτό το ρυθμό δεν υπήρχε καμία ευκαιρία να παρακολουθήσουμε τις εξελίξεις που διαρκούν δευτερόλεπτα ή λεπτά. Ωστόσο, με την πάροδο του χρόνου «η τεχνολογία έχει βελτιωθεί και βελτιστοποιηθεί». Η συνέπεια είναι ότι η Whelan έχει κάτι της τάξης των 10.000 εικόνων για το έγγραφο της στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών που περιγράφει το έργο, αποκαλύπτοντας τη διαδικασία με εκπληκτική λεπτομέρεια.
Το πιο σημαντικό πράγμα που η Whelan έχει μάθει από τις παρατηρήσεις της, είπε στην IFLScience, είναι το ποσό της απόλυσης στους μηχανισμούς επισκευής μας.
Σε μια έρευνα που δημοσιεύτηκε καθώς η τεχνική εξακολουθούσε να αναπτύσσεται, ανέφερε ότι «μια πρωτεΐνη που κανείς δεν πίστευε ότι ήταν σημαντική» φαίνεται να ενεργεί ως εφεδρική για την πρωτεΐνη BRCA2.
Το BRCA2 είναι διάσημο για τη σχέση του με τον καρκίνο του μαστού , αλλά αυτό είναι συνέπεια σπάνιων μεταλλάξεων στο γονίδιο που το κωδικοποιεί. Όταν λειτουργεί κανονικά, το BRCA2 παίζει ουσιαστικό ρόλο στην επισκευή των κυττάρων. Η ανακάλυψη μιας πρωτεΐνης της οποίας η δραστηριότητα μπορεί να τονωθεί για να αναβαθμίσει τον υποκατάστατο ρόλο της, σημείωσε η Whelan. "Τεράστιο θεραπευτικό δυναμικό."
Δεν υπάρχει παρόμοια άμεση επίπτωση από την τελευταία έκδοση της Whelan, αλλά η επίδειξη της εξαιρετικής ικανότητας της μικροσκοπίας εντοπισμού μορίων μοιάζει σίγουρα με την αρχή ενός συναρπαστικού.
Η κύρια εστίαση ήταν στο γεγονός ότι το σώμα έχει δύο μορφές επισκευής των κυττάρων. Μια γρήγορη και βρώμικη προσέγγιση έχει πρωτεΐνες που αρπάζουν τα άκρα του DNA και τις συγκολλούν μαζί, «ελπίζοντας ότι δεν θα υπάρξουν μεταλλάξεις», όπως το θέτει η Whelan. Η πιο εξελιγμένη έκδοση, γνωστή ως ομόλογος ανασυνδυασμός (HR), περιλαμβάνει την αναζήτηση μιας παρόμοιας ακολουθίας για να λειτουργήσει ως πρότυπο. Αυτό είναι πιο αργό, αλλά παράγει λιγότερα λάθη. Η διαδικασία με την οποία τα κελιά επιλέγουν ποια να χρησιμοποιηθούν όταν συμβαίνει διάσπαση διπλού κλώνου είναι ελάχιστα κατανοητή και η Whelan πιστεύει ότι η δουλειά της έδωσε ένα σημείο εκκίνησης για τη βελτίωση αυτού.
Η πρωτεΐνη 53ΒΡ1 είναι «γνωστό ότι ανταγωνίζεται την HR», σημειώνει το έγγραφο. Παρόλο που αυτό μπορεί να ακούγεται οικείο σε όσους έχουν εργαστεί σε μεγάλες εταιρείες, η Whelan έδειξε ότι το 53BP1 ποτέ δεν φτάνει στην τοποθεσία της δραστηριότητας επισκευής, αντί να στρατολογείται στην περιοχή νωρίς, παίζοντας σημαντικό ρόλο στο περιθώριο.