डीएनए की मरम्मत की खोज से जैव प्रौद्योगिकी में सुधार हो सकता है: अनुसंधान

वाशिंगटन (एएनआई): मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी के कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक ऐसी खोज की है जो चिकित्सीय जीन संपादन रणनीतियों, कैंसर निदान और चिकित्सा और जैव प्रौद्योगिकी में अन्य प्रगति के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है। कैथी मीक, कॉलेज ऑफ वेटरनरी मेडिसिन में एक प्रोफेसर और कैम्ब्रिज यूनिवर्सिटी और नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ के सहयोगियों ने पहले के अज्ञात पहलू को उजागर किया है कि कैसे डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत की जाती है।

डीएनए-पीके नामक एक बड़ा प्रोटीन किनेज डीएनए की मरम्मत प्रक्रिया शुरू करता है; उनकी नई रिपोर्ट में, दो अलग-अलग डीएनए-पीके प्रोटीन परिसरों की विशेषता है, जिनमें से प्रत्येक की डीएनए की मरम्मत में एक विशिष्ट भूमिका है जिसे दूसरे द्वारा ग्रहण नहीं किया जा सकता है।

"यह अभी भी मुझे ठंडक देता है," मीक कहते हैं। "मुझे नहीं लगता कि किसी ने इसकी भविष्यवाणी की होगी।"

मीक के निष्कर्ष मॉलिक्यूलर सेल में प्रकाशित हैं, जो एक उच्च प्रभाव वाली पत्रिका है जो डीएनए की मरम्मत जैसी कोर सेलुलर प्रक्रियाओं को कवर करती है।

कैसे डीएनए डबल स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत की जाती है

डीएनए, जीवन का खाका, हेलिक्स के आकार का है; हालांकि, डीएनए को नुकसान पहुंचाना आश्चर्यजनक रूप से आसान है। उदाहरण के लिए, पराबैंगनी प्रकाश, और आयनीकरण विकिरण और अन्य विशिष्ट दवाओं सहित कई कैंसर उपचार सभी डीएनए को नुकसान पहुंचा सकते हैं। कभी-कभी, दो में से केवल एक ही तार टूटता है। क्योंकि डीएनए अभी भी दूसरे स्ट्रैंड द्वारा एक साथ आयोजित किया जाता है, कोशिकाएं डीएनए की काफी आसानी से मरम्मत कर सकती हैं - कोशिकाएं केवल दूसरी स्ट्रैंड से जानकारी की नकल करती हैं।

जब दोनों किस्में टूट जाती हैं तो कोशिकाओं के लिए डीएनए क्षति की मरम्मत करना अधिक कठिन होता है। न्यूक्लियोटाइड्स के रूप में जानकारी खो सकती है और डीएनए समाप्त होने से पहले इसे वापस जोड़ा जाना चाहिए। यदि एक कोशिका में कई डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक होते हैं, तो डीएनए के सिरे गलत साथी के साथ जुड़ सकते हैं। इस तरह की गलती अक्सर कई तरह के कैंसर से जुड़ी होती है।

यदि डीएनए-हानिकारक एजेंट डीएनए सिरों पर रासायनिक संशोधन का कारण बनते हैं तो डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत करना भी अधिक कठिन हो सकता है। क्षतिग्रस्त डीएनए सिरों को अक्सर "गंदे" सिरों के रूप में संदर्भित किया जाता है।

डीएनए-पीके दो तरीकों में से एक में डीएनए डबल-स्ट्रैंडेड ब्रेक की मरम्मत में मदद कर सकता है। लापता जानकारी के साथ विराम के लिए, यह उन एंजाइमों को लक्षित कर सकता है जो लापता न्यूक्लियोटाइड्स को भर सकते हैं - एक सुई और धागे की तरह डीएनए को वापस एक साथ सिलाई करना। "गंदे" सिरों के लिए, डीएनए-पीके उन एंजाइमों की भर्ती करता है जो क्षतिग्रस्त डीएनए को काट सकते हैं ताकि सिरों को फिर से जोड़ा जा सके।

यह पहले से ही ज्ञात था, लेकिन वैज्ञानिक साहित्य में एक महत्वपूर्ण प्रश्न अनुत्तरित रहा - अब तक: डीएनए-पीके कैसे जानता है कि डबल स्ट्रैंडेड ब्रेक पर सिरों को भरना या काटना है या नहीं?

दो डीएनए-पीके परिसरों की खोज: मीक की टीम और उनके सहयोगियों ने पहले प्रकाशित संरचनात्मक अध्ययनों को भरा और काटा, जिसमें दो अलग-अलग डीएनए-पीके परिसरों का पता चला, जिन्हें डिमर्स कहा जाता है। जबकि कई आणविक आनुवंशिकीविदों को पहले से ही संदेह था कि डीएनए-पीके डीएनए को फिर से जुड़ने की प्रक्रिया के दौरान एक साथ रखने में मदद करता है, कई लोग सोचते हैं कि केवल एक के बजाय दो डिमर क्यों होंगे।

अपने नए अध्ययन में, मीक और उनके सहयोगियों ने पाया कि दो अलग-अलग डीएनए-पीके डिमर्स के अलग-अलग कार्य हैं; एक कॉम्प्लेक्स उन एंजाइमों की भर्ती करता है जो खोई हुई जानकारी को भरते हैं, जबकि दूसरा काटने वाले एंजाइमों को सक्रिय करता है जो "गंदे" सिरों को हटाते हैं। टीम ने यह भी पता लगाया कि मरम्मत की प्रभावकारिता दो डिमर्स के बीच संतुलन पर निर्भर करती है। (एएनआई)