Белок репарации бактерий сам вызывает мутации

Бактериальный белок Mfd участвует в репарации мутаций ДНК, возникших под действием ультрафиолетового излучения. Во время транскрипции, когда РНК-полимераза (РНКП) вынужденно останавливается перед мутацией, Mfd образует комплекс с РНКП, который отделяется от ДНК, и одновременно привлекает белки репарации. В новой работе французские ученые выяснили, что этот белок также может способствовать образованию мутаций. Забавно, что название белка — mutation frequency decline, Mfd — переводится как «снижение частоты мутаций».

Ученые наблюдали образование R-петель с одномолекулярным разрешением и предложили механизм мутагенеза. Сначала Mfd взаимодействует с активной РНКП и с участком ДНК, находящимся «выше по течению». Этот комплекс может перемещаться вдоль ДНК. Вследствие того, что Mfd не дает РНКП вращаться вокруг спирали ДНК, между этими белками образуется растущий домен с отрицательной сверхспирализацией.

Новосинтезированная РНК вторгается в этот домен, гибридизуется с комплементарной ей цепью ДНК и образует стабильную R-петлю. Другая цепь ДНК остается раскрученной, и чем дальше продвигается РНКП, тем длиннее этот раскрученный участок, так как скорость движения Mfd гораздо ниже. Этот участок ДНК уязвим для действия нуклеаз и других повреждающих факторов, а значит, риск мутагенеза возрастает.

На β-субъединице РНКП исследователи обнаружили сайт связывания Mfd. Ученые назвали его «потенциальной мишенью для ингибирования эволюции устойчивости к антибиотикам», предполагая, что воздействие на него может снизить вероятность образования R-петель и мутагенеза.

Предложенный механизм, по мнению авторов статьи, универсален: много других белков работают по тому же принципу. Например, у людей белок, гомологичный Mfd, особенно сильно экспрессируется при раке, из-за него опухоль приобретает устойчивость к химиотерапии.