Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nucleic Acids Research (прим. – Пресс-служба РНФ).
Ученые Института биологии гена РАН, Института биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН и МГУ им. М.В. Ломоносова выяснили, как клетки защищают от повреждения гены, отвечающие за сборку рибосом — «фабрик» по производству белка. Оказалось, что белок Treacle, ранее известный прежде всего как участник образования рибосом (молекулярных машин для синтеза белка), выполняет еще одну важную функцию: он помогает организовать сигнальную платформу при повреждении ДНК. Такая платформа позволяет клетке выбрать более точный способ «ремонта» и быстро устранить генетические ошибки.
Примеры релокализации TOPBP1 в ядрышко и его пространственное взаимодействие с Treacle при разных типах повреждения рибосомной ДНК. Источник: Nadezhda V Petrova et al. / Nucleic Acids Research, 2026
Когда «неисправность» обнаруживается, считывание ДНК останавливается, привлекаются белки для ее восстановления. Однако до сих пор было не до конца понятно, как именно запускается такой ответ. Авторы исследования в культуре человеческих клеток искусственно «выключили» ген, который отвечает за синтез белка Treacle, и определили: это приводит к тому, что в ядрышке пропадает другой белок — TOPBP1.
%20ядрышка.jpeg "Релокализация TOPBP1 в ядрышко под действием генотоксического стресса приводит структурной реорганизации (перестройке) ядрышка и блокированию синтеза рибосомной РНК. Источник: Nadezhda V Petrova et al. / Nucleic Acids Research, 2026")
Релокализация TOPBP1 в ядрышко под действием генотоксического стресса приводит структурной реорганизации (перестройке) ядрышка и блокированию синтеза рибосомной РНК. Источник: Nadezhda V Petrova et al. / Nucleic Acids Research, 2026
Это регулятор восстановления ДНК. Дальнейшие наблюдения за взаимодействием этих белков показали, как именно в место «поломки» привлекается целый комплекс молекул, отвечающих за восстановление ДНК.
— Мы выяснили, что в отсутствие Treacle белок TOPBP1 уже не может собираться в ядрышке в функциональные конденсаты. В этом случае клетка всё равно пытается устранить повреждение рибосомной ДНК, однако начинает сильнее полагаться на менее точный путь восстановления, в результате чего повреждения устраняются не полностью или с ошибками, — рассказал заведующий лабораторией стабильности генома Института биологии гена РАН Артем Величко.
Таким образом, Treacle оказался не просто вспомогательным белком ядрышка, а организатором «аварийной бригады», которая помогает клетке ремонтировать рибосомную ДНК более контролируемо и точно.
Полученные результаты показывают, как клетка защищает повторяющиеся участки генома от повреждений. Кроме того, они помогают лучше понять молекулярные функции белка, мутации в гене которого связаны с синдромом Тричера Коллинза — редким наследственным заболеванием, сопровождающимся нарушениями развития черепно-лицевых структур.
— В дальнейшем мы хотим понять, какую роль Treacle играет в раковых клетках. По нашим предположениям, этот белок может перестраивать их работу и в зависимости от типа опухоли делать клетки либо более уязвимыми, либо более устойчивыми к химиотерапии, — подвел итог Артем Величко.
В онкологии раковые клетки часто имеют повышенную активность ядрышек, рассказала «Известиям» молекулярный биолог Арина Холькина.
— Если научиться временно отключать Treacle в опухоли, она станет уязвимее к химиотерапии. Наоборот, стимуляция белка могла бы защищать здоровые клетки. Это управление собственной системой ремонта клетки, более тонкий и потенциально безопасный подход, чем прямое вмешательство в ДНК, — рассказала специалист.
Однако говорить о готовом лечении пока рано. Это прежде всего фундаментальное открытие о том, как клетка поддерживает стабильность генома, рассказал «Известиям» руководитель центра превосходства «Персонифицированная медицина» Казанского (Приволжского) федерального университета, член-корреспондент Академии наук Республики Татарстан Альберт Ризванов.
Концентрация TOPBP1 в ядрышке активирует привлечение к рибосомной ДНК других репарационных белков, таких как BRCA1, 53BP1, γH2AX. Источник: Nadezhda V Petrova et al. / Nucleic Acids Research, 2026
Но потенциально такой механизм может стать основой для новых подходов — например, при наследственных заболеваниях, связанных с нарушением работы Treacle, он помогает понять, что именно ломается в клетке.
— Это не совсем «новый тип геномной терапии» в классическом смысле, потому что здесь речь не об исправлении мутации напрямую, а о тонкой настройке систем ремонта ДНК. Скорее, это может стать направлением молекулярной или прецизионной терапии, которая управляет тем, как клетка реагирует на повреждения генома, — отметил эксперт.
