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Comment les cellules empêchent les copies d'ADN supplémentaires nocives

Une protéine qui prépare l’ADN pour la réplication empêche également le processus de réplication de devenir incontrôlable, selon une nouvelle étude menée par des chercheurs de Weill Cornell Medication. Les travaux, publiés le 5 janvier dans Molecular Cell, résolvent un mystère qui a longtemps intrigué les biologistes.

Les cellules des humains et de tous les autres organismes supérieurs utilisent un système complexe de details de contrôle et de protéines “licenciées” pour s’assurer qu’elles répliquent leurs génomes avec précision une fois avant de se diviser. En préparation de la division cellulaire, les protéines de licence s’attachent à des régions spécifiques de l’ADN, les désignant comme origines de réplication. Lorsque la section de synthèse de l’ADN du cycle cellulaire commence, la réplication ne begin que sur ces internet sites autorisés et ne s’initie ou «se déclenche» qu’une seule fois, selon le modèle actuel.

Ce modèle manquait cependant un stage crucial. a déclaré l’auteur principal, le Dr Tobias Meyer, professeur Joseph Hinsey en biologie cellulaire et développementale à Weill Cornell Drugs. “En principe, la cellule pourrait charger ces equipment de licence sur de l’ADN déjà répliqué, donc, au lieu de deux copies, vous obtenez trois ou quatre copies de ce section d’ADN, et ces cellules devraient perdre l’intégrité du génome et mourir ou devenir cancéreux.”

Comprendre comment les cellules évitent ce destin a été délicat. “Nous devions étudier les événements dans les premières minutes de la stage de synthèse d’ADN du cycle cellulaire, c’est donc une période très transitoire”, a déclaré le leading auteur Nalin Ratnayeke, un étudiant diplômé qui a travaillé sur ce projet à la fois à l’Université de Stanford et à Weill. Cornell Medication dans le laboratoire du Dr Meyer. Le laboratoire a déménagé à Weill Cornell Medication en 2020. Pour résoudre ce problème expérimental difficile, Ratnayeke a utilisé la microscopie assistée par ordinateur pour surveiller simultanément des milliers de cellules en croissance.

Les travaux ont révélé qu’un facteur de licence bien connu, CDT1, autorise non seulement un section d’ADN à devenir une origine de réplication, mais agit également comme un frein à la réplication de l’ADN. Pour commencer à synthétiser l’ADN, les enzymes de la cellule doivent d’abord décomposer CDT1. “Les mécanismes précédemment proposés pour coordonner cette transition de la section de licence du cycle cellulaire à la stage de déclenchement du cycle cellulaire dépendaient de l’inhibition des facteurs de licence”, a déclaré Ratnayeke, ajoutant que “le mécanisme que nous avons identifié ici est en fait le contraire. le le facteur de licence CDT1 lui-même empêche la progression de la synthèse d’ADN.”

Pour confirmer leurs résultats, les scientifiques ont collaboré avec des collègues du Healthcare Investigation Council de Cambridge, au Royaume-Uni. “Cela nous a permis de reconstituer tous les composants de la synthèse de l’ADN et de prouver que l’hélicase CMG est directement inhibée par CDT1”, a déclaré le Dr Meyer, qui est également professeur de biochimie et membre du Sandra and Edward Meyer Cancer Middle à Médecine Weill Cornell.

Étant donné que les échecs de la licence de réplication peuvent tuer des cellules ou les rendre cancéreuses, les résultats fournissent une nouvelle compréhension de la santé et de la maladie des cellules. a déclaré Ratnayeke.