Sửa chữa DNA diễn ra theo lịch trình

Các chất enzym có tác dụng sửa chữa tổn thương DNA hoạt động mạnh hơn khi trước khi mặt trời mọc và lặn.

Không phải là bí mật rằng đồng hồ sinh học đóng vai trò quan trọng trong chức năng của cơ thể con người. Chính chúng quyết định chất lượng giấc ngủ, sức mạnh của hệ miễn dịch, quá trình trao đổi chất, chức năng tim, v.v. của chúng ta. Các nhà khoa học đã "nhìn" sâu hơn và biết rằng ngay cả các cơ chế phân tử cơ bản cũng tuân theo nhịp điệu hàng ngày.

Tiến sĩ Aziz Sancar và một nhóm các nhà khoa học từ Đại học North Carolina tại Chapel Hill đã chỉ ra rằng có mối liên hệ giữa nhịp sinh học và quá trình sửa chữa DNA. Tiến sĩ Sancar là một trong những nhà khoa học được trao giải Nobel Hóa học năm 2015 cho phân tích của ông về các quá trình phân tử xảy ra khi các tế bào sửa chữa tổn thương DNA.

DNA thường xuyên bị đột biến: chuỗi bị đứt, các chữ cái di truyền bị thay thế bằng các chữ cái không chính xác. Do đó, điều rất quan trọng là sự phục hồi không chỉ diễn ra về mặt chất lượng mà còn phải diễn ra thường xuyên.

Như các nhà khoa học đã phát hiện ra, "sửa chữa" DNA phụ thuộc vào hoạt động hàng ngày. Do đó, một thí nghiệm đã được tiến hành với Cisplatin, một chất bạch kim làm hỏng cấu trúc DNA khi kết hợp với nó.

Các loài gặm nhấm thí nghiệm được dùng Cisplatin trong 24 giờ. Đồng thời, các chuyên gia theo dõi những phần nào của bộ gen mà hệ thống phục hồi sẽ sửa chữa tổn thương do Cisplatin gây ra. Kết quả là, không dưới hai nghìn gen đã được thu thập, trong đó quá trình phục hồi diễn ra trong các khoảng thời gian khác nhau trong ngày.

Vào thời điểm tổng hợp bản sao RNA trên gen, DNA mạch kép được tháo gỡ và chỉ có một mạch trở thành khuôn mẫu cho quá trình tổng hợp RNA. Các mạch như vậy chỉ được "sửa chữa" trước khi mặt trời mọc hoặc lặn, tùy thuộc vào gen cụ thể. Mạch còn lại, không được phiên mã, được "sửa chữa" ngay trước khi mặt trời lặn, bất kể gen nào. Trong thời gian còn lại, các quá trình sửa chữa cũng diễn ra, nhưng chúng ít hoạt động hơn nhiều.

Nhiều khả năng, các gen tương ứng phản ứng với những thay đổi hàng ngày và đi vào giai đoạn hoạt động theo đồng hồ. Có lẽ, sự kích thích của hệ thống sửa chữa phụ thuộc vào chế độ của các gen đang xếp hàng để "sửa chữa". Tuy nhiên, cần có thêm thông tin và các thí nghiệm bổ sung để trả lời chính xác câu hỏi này.

Hiện nay, nhiều chuyên gia lưu ý vai trò thực tế quan trọng nhất của thông tin thu được. Không phải ngẫu nhiên mà các nhà khoa học sử dụng trong các thí nghiệm của họ một loại thuốc là một phần của phác đồ điều trị bệnh lý ung thư.

Cisplatin phá hủy các tế bào khối u bằng cách gây ra cùng một tổn thương DNA khiến các tế bào mất khả năng phát triển và phân chia. Tuy nhiên, đồng thời, thuốc cũng gây tổn thương gan, thận và các tế bào khỏe mạnh khác. Các nhà khoa học có thể sẽ bảo vệ được các cơ quan bằng cách sử dụng Cisplatin tùy thuộc vào nhịp điệu hàng ngày của hệ thống sửa chữa DNA.

Thông tin chi tiết về nghiên cứu này có sẵn trên PNAS (http://www.pnas.org/content/early/2018/05/01/1804493115).

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ]