Джеймс Хабер (Брандейс) 1: Восстановление поврежденных хромосом путем гомологичной рекомбинации

https://www.ibiology.org/genetics-and-gene-regulation/homologous-recombination Разрывы хромосом естественным образом возникают в процессе репликации ДНК. В здоровых клетках разрывы восстанавливаются посредством гомологичной рекомбинации. Нарушение механизма репарации может привести к развитию рака. Обзор выступления: Доктор Хабер начинает своё выступление с объяснения того, что разрывы хромосом часто возникают в процессе репликации ДНК. В здоровых клетках эти двухцепочечные разрывы (ДЦР) восстанавливаются посредством гомологичной рекомбинации — упорядоченного процесса, сохраняющего геном. При нарушении механизма гомологичной рекомбинации часто происходят укорочения, транслокации и делеции ДНК, что приводит к нестабильности генома и развитию рака. Все механизмы гомологичной рекомбинации имеют один общий принцип: разорванные концы ДНК восстанавливаются путём спаривания оснований с последовательностью, которая идентична или почти идентична и служит матрицей для ферментов репарации. Хабер объясняет общие принципы гомологичной рекомбинации и её важнейшую роль в поддержании стабильности генома. В своём втором докладе Хабер более подробно объясняет молекулярные этапы, происходящие при репарации двуцепочечного разрыва ДНК. Оказывается, что процесс переключения типа спаривания у S. cerevisiae требует сайт-специфического разрезания и репарации хромосомы дрожжей, и это отличная модель для изучения репарации двуцепочечных разрывов ДНК. Работая в этой системе и используя такие методы, как саузерн-блоттинг, ПЦР и иммунопреципитация хроматина, группа Хабера смогла идентифицировать белки и ферментативные этапы репарации ДНК. Синтез ДНК, происходящий во время репарации, гораздо менее точен, чем обычная репликация ДНК. Используя систему переключения типа спаривания дрожжей, лаборатория Хабера выявила замены пар оснований, сдвиги рамки считывания и другие мутации, возникающие при диссоциации вновь синтезированной цепи от матричной цепи во время гомологичной рекомбинации. Интересно, что Хабер обнаружил, что иногда вновь синтезированная цепь «перепрыгивает» на родственную, но дивергентную матрицу, даже на другой хромосоме, а затем возвращается обратно, завершая репарацию. Дальнейшие эксперименты показали, что это происходит потому, что репарационная полимераза с очень высокой частотой «отходит» от матрицы. Понимание причин этого может помочь нам расшифровать сложные хромосомные перестройки, связанные с некоторыми заболеваниями человека. Биография докладчика: Джим Хабер — профессор биологии и директор Исследовательского центра фундаментальных медицинских наук Розенстила в Университете Брандейса. Он получил степень бакалавра наук в области биохимии в Гарвардском колледже и степень доктора философии в области биохимии в Калифорнийском университете в Беркли. После постдокторантуры в Университете Висконсина в Мадисоне он присоединился к преподавательскому составу Университета Брандейса. Он является членом Американской ассоциации содействия развитию науки, Американской академии микробиологии и Американской академии искусств и наук, а также членом Национальной академии наук. Лаборатория Хабера стала пионером в области мониторинга в реальном времени репарации двухцепочечных разрывов хромосом в дрожжевых клетках с помощью саузерн-блоттинга, ПЦР и иммунопреципитации хроматина, а также охарактеризовала многие молекулярные этапы различных механизмов репарации двухцепочечных разрывов посредством гомологичной рекомбинации и негомологичного соединения концов. Его лаборатория также исследует реакцию на повреждение ДНК, при которой клетки останавливают митоз при разрыве одной хромосомы. Узнайте больше об исследованиях Хабера здесь: http://www.bio.brandeis.edu/haberlab