Shkencëtarët zbulojnë hapat kryesorë në rrugën drejt riparimit të ADN-së
Studiuesit nga Universiteti Metropolitan i Tokios kanë studiuar riparimin e ADN-së me rikombinim homolog, ku proteina RecA riparon thyerjet në ADN-në me dy fije, duke përfshirë një fund të varur me një fije floku në fijet e paprekura të dyfishta dhe duke riparuar thyerjen bazuar në ato të padëmtuara. Ata zbuluan se RecA gjen se ku mund ta vendosë fijen e vetme në spiralen e dyfishtë pa e zbërthyer atë qoftë edhe me një kthesë të vetme. Gjetjet e tyre premtojnë drejtime të reja në kërkimin e kancerit.
Rikombinimi homolog (HR) është një proces biokimik i kudondodhur i ndarë në të gjitha gjallesat, duke përfshirë kafshët, bimët, kërpudhat dhe bakteret. Ndërsa kalojmë në jetën tonë të përditshme, ADN-ja jonë i nënshtrohet të gjitha llojeve të stresit mjedisor dhe të brendshëm, disa prej të cilave mund të çojnë në thyerjen e të dy fijeve në spiralen e dyfishtë. Kjo mund të jetë katastrofike dhe të çojë në vdekjen e menjëhershme të qelizave. Për fat të mirë, proceset si HR po riparojnë vazhdimisht këtë dëm.
Gjatë HR, një nga dy skajet e ekspozuara të thyerjes në spirale bie, duke zbuluar një skaj të ekspozuar me një fije floku; kjo njihet si rezeksion. Pastaj, një proteinë e njohur si RecA (ose ndonjë ekuivalente) lidhet me fijen e vetme të ekspozuar dhe një fije të paprekur të dyfishtë aty pranë. Më pas, proteina “kërkon” për të njëjtën sekuencë. Kur gjen vendin e duhur, ai rikombinon fijen e vetme në spirale të dyfishtë në një proces të njohur si pushtimi i fijeve. Vargu i thyer i ADN-së riparohet më pas duke përdorur ADN-në ekzistuese si shabllon. HR mundëson riparimin e saktë të thyerjeve të dyfishta, si dhe shkëmbimin e informacionit gjenetik, duke e bërë atë një pjesë kyçe të biodiversitetit. Por fotografia e saktë biokimike e HR, duke përfshirë atë që ndodh kur RecA mbart të dyja fijet e vetme dhe të dyfishta, nuk është ende e qartë.
Një ekip i udhëhequr nga profesori Kouji Hirota i Universitetit Metropolitan të Tokios ka studiuar mekanizmat e riparimit të ADN-së si HR. Në punën e tyre më të fundit, ata kërkuan të testonin dy modele konkurruese për atë që ndodh kur ndodh HR. Në njërën, RecA zbërthen një seksion të fijes së dyfishtë gjatë “kërkimit të homologjisë”, ku përpiqet të gjejë vendin e duhur që të ndodhë pushtimi i fijes. Në të dytën, nuk ka shthurje pas lidhjes së RecA; vetëm kur ndodh invazioni i fillesës ndodh ndonjë shthurje.
Ekipi, në bashkëpunim me një ekip nga Instituti Metropolitan i Shkencave Mjekësore në Tokio, miratoi dy qasje për të trajtuar se cila nga këto ndodh në të vërtetë. Në të parën, ata përdorën një mutant të RecA i cili nuk mund të ndajë fijet e dyfishta, dmth. Rezulton se kjo ka efekt minimal. Në të dytën, ata u përpoqën të matin se sa përdredhje ishte krijuar në fillesë në faza të ndryshme të procesit. Ata zbuluan se i vetmi përdredhje për shkak të zbërthimit që mund të zbulonin ndodhi pasi kërkimi i homologjisë ishte i plotë, dmth kur ndodhi pushtimi i fillesës. Për herë të parë, ekipi tregoi qartë se modeli i dytë ishte i saktë.
Vështrime të hollësishme në rikombinimin homolog janë jetike për të kuptuar se çfarë ndodh kur gjërat shkojnë keq. Për shembull, faktorët e implikuar në kancerin e gjirit (BRCA1 dhe BRCA2) janë gjithashtu përgjegjës për ngarkimin e saktë të ADN-së me një zinxhir në RAD51, versioni njerëzor i RecA. Kjo sugjeron që problemet me HR mund të jenë themeli i incidencave të larta të kancerit të gjirit në pacientët me defekte trashëgimore në BRCA1 ose BRCA2. Ekipi shpreson se gjetjet si ato të tyre do të çojnë në drejtime të reja për kërkime mbi kancerin.