Паразиты Trypanosoma brucei, вызывающие сонную болезнь, избегают
воздействия иммунных клеток организма-хозяина, перестраивая свою ДНК.
Статья ученых, сделавших это открытие, опубликована в журнале Nature. Коротко исследование описано в пресс-релизе Рокфеллеровского университета.
Сонная болезнь - это тяжелое заболевание, и в отсутствие лечения оно
приводит к летальному исходу. Организм не может справиться с паразитом,
так как он постоянно меняет свои поверхностные гликопротеины (молекулы,
состоящие из белкового и углеводного участков). Именно эти белки
узнаются иммунными клетками, которые затем атакуют паразита. После
смены гликопротеинов им приходится повторять весь процесс заново.
Гены, кодирующие поверхностные гликопротеины, располагаются в нескольких участках ближе к концам хромосом T. brucei.
Непосредственно концы хромосом ограничены теломерами - повторяющимися
участками ДНК. Теломеры не кодируют белки и защищают важную
генетическую информацию от повреждений при делении клеток. Сами они при
этом укорачиваются. Авторы исследования предположили, что когда длина
теломер достигает некоторого критического значения, в прилегающих к ним
районах ДНК, несущих информацию о поверхностных гликопротеинах,
учащаются перестройки.
Ученые также предположили, что перестройки происходят за счет
двухцепочечных разрывов ДНК. Такие разрывы обычно являются крайне
нежелательным событием в клетке, так как при их залечивании с высокой
вероятностью теряется генетическая информация. Тем не менее, в
некоторых важных процессах задействованы именно двухцепочные разрывы.
Например, они происходят при формировании В-лимфоцитов у позвоночных.
Чтобы проверить, действительно ли при перестройках ДНК T. brucei
происходят двухцепочечные разрывы, ученые разработали эксперимент с
использованием дрожжевого фермента, который разрезает ДНК. Оказалось,
что появление разрывов в регионе, расположенном выше генов, кодирующих
поверхностные гликопротеины, увеличивает частоту их смены в 250 раз.
Открытие ученых может оказаться полезным для разработки
лекарств против сонной болезни. Кроме того, эта работа показывает, что
организмы, очень далеко отстоящие друг от друга в эволюционном
отношении, используют сходные механизмы генетических перестроек.
|