У каждой клетки есть строгий график: перед делением она должна один раз и очень точно скопировать свою ДНК. Если в этом процессе происходит сбой, в геноме появляются ошибки, что может ускорять старение, повышать риск рака и приводить к различным генетическим болезням. Поэтому учёные много лет пытаются понять, как именно клетки выбирают места, откуда начинается копирование ДНК, пишет News Medical Live Sciences.

У бактерий и дрожжей всё более-менее ясно: есть конкретная «стартовая» последовательность ДНК, и репликация всегда запускается от неё. Но у человека всё гораздо сложнее — никакой чёткой инструкции в самом геноме нет. Десятилетиями оставалось загадкой, как же именно человеческие клетки определяют точки старта.

Чтобы ответить на этот вопрос, команда профессора Масато Канэмаки из Национального института генетики разработала новую ультраточную методику LD-OK-seq, позволяющую определить места начала репликации в человеческом геноме. Проанализировав эти участки и белки, которые к ним прикрепляются, исследователи выявили общий принцип работы системы.

Выяснилось, что человеческие клетки потенциально могут начинать копирование ДНК почти где угодно, за исключением активно работающих генов. Это возможно благодаря тому, что по всему геному широко «расставлен» фермент MCM-геликаза — он необходим для раскручивания двойной спирали ДНК перед её копированием.

Учёные также показали, что в ранней фазе S клетки чаще запускают репликацию в межгенных участках — между генами. За выбор этих точек отвечает белковый комплекс TRESLIN-MTBP, который активирует MCM-геликазу. Кроме того, исследователи обнаружили механизм, который регулирует и ограничивает связывание TRESLIN-MTBP, чтобы репликация не начиналась хаотично.

Эта работа впервые чётко объясняет, по какому принципу человеческие клетки решают, где начинать копирование генома. Открытие помогает лучше понять заболевания, связанные с нестабильностью генома — от наследственных синдромов до рака и процессов старения. В долгосрочной перспективе такие знания могут даже открыть путь к технологиям, позволяющим искусственно управлять репликацией ДНК.