Dansk studie: Celler har en indbygget bremse for DNA-kopiering
Forskere fra Syddansk Universitet (SDU) identificerer i et nyt studie en mekanisme, der styrer DNA’s evne til at kopiere sig – og dermed en celles evne til at dele sig. Mekanismen er en vigtig opdagelse for kræftforskningen, mener forskerne.
Studiet, som er publiceret i Nature, er ledet af Kumar Somyajit Laboratory på SDU’s Institut for Biokemi og Molekylær Biologi.
Når celler deler sig, skal de først kopiere deres DNA, så hver ny celle får en komplet genetisk plan. Den ene DNA-streng bliver produceret i mange korte stykker, kaldet Okazaki-fragmenter, som efterfølgende skal behandles og 'sys' sammen til en kontinuerlig DNA-streng. Dette vigtige trin afhænger af PCNA – et ringformet protein, der sidder på DNA’et og organiserer de proteiner, der fuldfører replikationen. I artiklen i Nature beskriver forskerne, hvordan denne 'sammensyning' har en indbygget kapacitetsgrænse i raske celler. Forskerne har identificeret proteinet PAF15 som den naturlige bremse, der forhindrer replikationsmaskineriet i at blive overbelastet.
PAF15 findes kun hos højere dyr – inklusive mennesker – hvilket tyder på, at det er en relativt ny evolutionær opfindelse. Celler producerer kun en begrænset mængde PAF15, og når denne mængde er opbrugt, må DNA-replikationen stoppe. At holde PAF15 på et nøje reguleret niveau ser altså ud til at være en grundlæggende mekanisme, som celler bruger til at holde DNA-replikationen afbalanceret, sikker og kontrolleret, mener forskerne.
I kræftceller ser billedet helt anderledes ud. Tumorer presser replikationen til det yderste for at dele sig hurtigere, og PAF15 kan være til stede i kræftceller i langt højere niveauer for at understøtte den hastige vækst. Ved at gå efter netop dette replikationskontrolsystem kan man muligvis svække – eller ligefrem dræbe – hurtigt delende tumorceller, mener forskerholdet. De planlægger nu at søsætte forsøg med celler fra kræftpatienter i samarbejde med onkologerne Carla Maria Lourenco Alves og Henrik Jørn fra Odense Universitetshospital.
"Ved at studere disse sårbarheder gennem grundforskning kan vi lære, hvordan man kan ramme og dræbe kræftceller mere effektivt. Der findes flere typer medicin, der svækker kræftcellers evne til at dele sig, men ingen, der kan dræbe dem helt. Vores håb er, at denne opdagelse kan føre til en måde at dræbe kræftceller mere effektivt på. Hvis man igangsætter en overproduktion af PAF15, kan man måske naturligt dræbe kræftceller ved at slå deres DNA-kopiering ud af kurs,” siger Kumar Somyajit i en pressemeddelelse.
Udover flere forskergrupper fra Institut for Biokemi og Molekylær Biologi har kolleger fra Université Paris-Saclay og Institute of Biophysics ved Det Tjekkiske Videnskabsakademi i Brno bidraget til studiet.