Förebyggande av cancer: 'Felfri' DNA-reparation ger insikt
En ny studie dyker in i detaljerna om exakt hur celler fixar DNA-mutationer. Forskarna ger ny insikt i så kallad felfri DNA-reparation.
Cancerforskning involverar ofta ett mångsidigt tillvägagångssätt.
Naturligtvis är det ytterst viktigt att testa nya behandlingar och hitta nya sätt att attackera tumörer.
Samtidigt är det också viktigt att först och främst förstå de mekanismer som leder till cancer.
Det är bara genom att plocka isär komplexiteten i cancer som vi kan lära oss att övervinna den en gång för alla.
En grupp forskare från Köpenhamns universitet i Danmark är särskilt intresserade av mekanismerna bakom DNA-reparation.
DNA-mutationer
När en cell delar sig delas och replikeras DNA i den. Ibland är den replikationen ofullständig och producerar en mutation.
Mutationer kan också inträffa under normala metaboliska processer eller på grund av externa faktorer, såsom rökning av tobak eller exponering för ultraviolett ljus.
Med tiden kan mutationer byggas upp. I vissa celler orsakar detta ett viloläge som kallas åldrande. I andra celler slutar det med programmerad celldöd. Andra kommer fortfarande att förlora sin förmåga att förstå instruktioner och växa ur kontroll och så småningom bilda en cancertumör.
Efter cirka sex mutationer kan en cell bli cancer.
Eftersom DNA-skador är en naturlig del av livet har celler utvecklat molekylära system för att reparera det. Forskarna studerade nyligen en av de primära mekanismerna. De publicerade sina resultat i tidskriften Naturcellbiologi.
Det ”felfria systemet”
Celler har två primära reparationssystem - varav det ena är mycket effektivare än det andra. Det bästa reparationssystemet använder en process som kallas homolog rekombination. Författarna beskriver det som det felfria systemet.
Detta system skapar en perfekt 3-D-ersättning av det skadade DNA, medan den mindre exakta metoden helt enkelt "limmar" DNA-strängar på ett mer slumpmässigt sätt, vilket ger utrymme för fel.
I sina ansträngningar att förstå hur en cell bestämmer vilken av de två mekanismerna som ska användas, identifierade teamet en "skanner" i celler.
Den här skannern bestämmer huruvida en felfri DNA-reparation ska aktiveras eller inte. En gång utlöst fixar denna väg mutationer som annars kan leda till cancer. Att förstå hur kroppen främjar denna process skulle vara användbart för forskare som vill förhindra cancer.
”Vi har upptäckt hur cellen lanserar det felfria systemet för allvarlig reparation av DNA-skador och därmed skyddar mot cancer. Detta görs med hjälp av ett protein som du kan kalla en "skanner", som skannar histonerna i cellen och på den grunden startar reparationsprocessen. "
Ledande forskare Prof. Anja Groth
Histoner är proteiner som hjälper till att packa DNA; de spelar också en roll för att reglera genuttryck.
När forskarna undersökte de två DNA-reparationsprocesserna fann de att den mindre effektiva DNA-reparationsmetoden var mycket lättare att utlösa, så kroppen använde den oftare.
BARD1, tumörundertryckaren
Forskare har tidigare beskrivit många ”tumörundertryckare”, varav en är BARD1. Tumörundertryckare är gener som avbryter ett av stegen mellan friska celler och cancerceller, vilket minskar cancerrisken.
I den senaste studien visade teamet att BARD1 fungerar som skannern som beskrivs ovan. Det är första gången som forskare observerar att BARD1 fungerar på detta sätt.
Författarna säger att BARD1 sätter igång en kaskad av budbärare som omvandlar det felfria DNA-reparationssystemet till växel och därigenom fixerar mutationer och i slutändan minskar cancerrisken.
När en cell förbereder sig för att dela sig i två, för en kort stund, bär den två identiska DNA-strängar. BARD1 upptäcker när en cell befinner sig i denna fas och blockerar, om så är fallet, det mindre effektiva DNA-reparationssystemet. Felfri reparation sparkar in och använder duplikatsträngen för att fixa DNA felfritt.
Efter dessa resultat hoppas forskarna att hitta sätt att påverka dessa reparationsmekanismer för att skapa nya och förbättrade cancerbehandlingar.
Även om denna undersökning är i sin linda, är det fascinerande och spännande att få ny inblick i hur våra kroppar skyddar sig mot cancer.
