При делении клетки наследуется не только ДНК, но и остальные части аппарата для производства белков — различные РНК. Это позволяет сразу после размножения начать синтез необходимых веществ. Международная группа ученых выяснила, что если сразу после деления дочерние клетки получают от материнской поврежденную РНК, то специальный фермент DHX9 собирает ее в гранулы, чтобы потом утилизировать. Исследование опубликовано в журнале Cell.
Ультрафиолетовое излучение повреждает все биологические молекулы. Оно поражает мембраны клеток кожи, вызывая ожоги, может приводить к раку кожи. Многие ученые исследуют влияние УФ-излучения на ДНК, но при этом забывают о воздействии на второе звено производства белка, РНК. С поврежденной РНК может синтезироваться неправильная молекула, которая в конечном итоге способна погубить клетку. Обычно клетка уничтожает мутантные РНК, но если УФ-лучи воздействуют на нее перед делением, то этого не происходит. В результате все молекулы достаются дочерним клетками «как есть». До сих пор оставалось загадкой, как «новорожденные» клетки справляются с последствиями такого вредного наследования.
Авторы новой работы занимались исследованием стресс-гранул. Это особые безмембранные структуры, образующиеся в цитоплазме в условиях жесткого стресса, например высокой температуры, УФ-излучения, отсутствия кислорода. При таких воздействиях происходит поломка в ДНК, РНК или на других этапах сборки белковых молекул. Процесс синтеза останавливается, и вся клетка находится на грани гибели. Стресс-гранулы представляют из себя крупные блоки, состоящие из невостребованных РНК, рибосом и других инструментов, которые обычно нужны для синтеза пептидной цепи.
Ученые проверяли клеточный ответ на различные стрессоры и заметили, что после УФ-излучения белок DHX9 собирался в капельные структуры внутри цитоплазмы клетки, похожие на стресс-гранулы. DHX9 — это фермент, который обычно находится в ядре и способен связывать РНК. Обнаружение этого белка вне ядра удивило ученых. Сначала они предположили, что этот защитный механизм предотвращает негативные последствия поломки ДНК. Однако подтверждений гипотезы ученые не нашли. Поэтому они разработали новаторский метод выделения капель, изолирующий их от окружения. Так ученые проанализировали их содержимое и выяснили, что внутри гранул содержится поврежденная РНК.
«Еще больше нас поразило наблюдение, что клетки с гранулами DHX9 всегда появляются парами. Это указывает на то, что они образуются не в исходной поврежденной УФ-излучением материнской клетке, а позже в только что родившихся дочерних клетках.На видеосъемке живых клеток можно увидеть, что DHX9, обычно находящийся в ядре, вскоре после деления материнской клетки — при формировании двух дочерних — собирается в капли в цитоплазме», — говорит Илун Чжоу, ведущий автор исследования из Института иммунобиологии и эпигенетики Общества Макса Планка во Фрайбурге.
Предотвращение образования гранул DHX9 в дочерних клетках приводит к гибели клеток. Существование подобных гранул подчеркивает способность дочерних клеток обнаруживать и уничтожать поврежденную РНК своих предшественников. Это открытие поможет лучше понять болезни, связанные с нарушениями клеточного цикла, реакций на стресс или функционирования РНК, например при солнечных ожогах и ряде нейродегенеративных заболеваний.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
