Версия для печати

Найден фермент-ножницы для генной терапии

Учёные из ИТЭБ РАН и МГУ вместе с коллегами из Германии изучили механизм действия одного из ферментов, который разрезает цепочку ДНК, сообщается в пресс-релизе, присланном в редакцию. Результаты исследования опубликованы в журнале Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics.

Генная инженерия – это наука, посвященная приёмам, методам и технологиям для проведения манипуляций с генами. Эти методы необходимы для изменения последовательности ДНК или РНК и введения их в другие организмы с целью получения желаемых качеств изменяемого генетически модифицированного организма. Генные инженеры используют в качестве инструментов различные ферменты. Так, например эндонуклеазы рестрикции, можно назвать молекулярными ножницами - они разрезают двухцепочечную ДНК в нужном для исследователя месте. Но для решения некоторых задач необходимо получить разрыв только в одной из двух цепей ДНК в строго заданном положении. Эту задачу способны выполнять уникальные ферменты – сайт-специфические никазы. Одним из первооткрывателей этих ферментов является сектор генной инженерии ИТЭБ РАН.

В настоящее время ученые разработали множество методов молекулярной биологии, использующих сайт-специфические никазы. Например, очень перспективно применение подобных ферментов в генной терапии для расщепления ДНК вблизи дефектного гена с целью его последующего «исправления». Актуальной задачей является направленное регулирование активности никазы, что предотвратит появление неконтролируемых разрывов в ДНК, приводящих к нежелательным последствиям для клетки.

«Совершенствование существующих методов и разработка новых требует глубокого и детального понимания механизмов действия таких белков, – рассказывает руководитель сектора Людмила Алексеевна Железная. – Именно этому посвящена совместная работа международной группы сотрудников и аспирантов МГУ имени М.В. Ломоносова, Университета имени Ю. Либиха (Германия), и сектора генной инженерии ИТЭБ РАН, опубликованная в журнале ВВА».

Авторы работы определили термодинамические и кинетические параметры взаимодействия никазы BspD6I с её субстратом, а также смогли зарегистрировать, что этот фермент во время взаимодействия с ДНК изгибает её. Ранее исследователи обнаружили, что никаза BspD6I представляет собой большую субъединицу эндонуклеазы рестрикции, способную расщеплять ДНК в обеих цепях. Но для этого большая субъединица должна взаимодействовать с малой. Оставался загадкой способ этого взаимодействия субъединиц как друг с другом, так и с ДНК. В этой статье учёные доказывают, что большая субъединица координирует действие всей эндонуклеазы рестрикции, и расщепление гидролиз ДНК происходит последовательно: сначала в верхней цепи, и только потом в нижней.

Подобные фундаментальные исследования значительно расширяют представления экспериментаторов, занимающихся прикладными задачами, открывая для них новые возможности.

Работа поддержана грантом РФФИ № 14-04-91340

STRF.ru