В живых клетках присутствуют два типа ДНК — ядерная и митохондриальная (мтДНК). Первая хранит общую генетическую информацию, в то время как вторая управляет текущими функциями клетки. Повреждение мтДНК может спровоцировать воспалительные процессы и клеточную деградацию. Ученые нашли способ предотвратить это.
При повреждении ДНК в результате химического стресса может возникнуть каскад сбоев, приводящих к заболеваниям сердца, нейродегенеративным расстройствам и хроническим воспалительным процессам. Новая химическая формула, созданная в Калифорнийском университете в Риверсайде, прерывает этот каскад, способствуя сохранению ДНК до того, как повреждение приведет к заболеванию.
Исследование, опубликованное в международном журнале Angewandte Chemie, сосредоточено на митохондриальной ДНК, которая существует отдельно от ядерной ДНК. В то время как ядерная ДНК содержит большинство генетического кода, митохондрии имеют свои собственные меньшие геномы, необходимые для выполнения клеточных функций, включая производство энергии.
Митохондриальная ДНК (мтДНК) присутствует в каждой клетке в нескольких копиях, однако при повреждении эти копии часто разрушаются без возможности восстановления. Если не остановить этот процесс, он может нарушить функцию тканей и привести к воспалению. Исследователи создали химический нанозонд, который связывается с поврежденными участками митохондриальной ДНК и блокирует ферменты, приводящие к ее деградации. Такой метод не устраняет повреждения, но уменьшает риск утраты мтДНК.
В клетках имеются механизмы для восстановления мтДНК. Однако деградация происходит чаще, чем восстановление, из-за избытка молекул мтДНК в митохондриях. Новая стратегия предполагает предотвращение потерь до их возникновения.
Лечебный нанозонд состоит из двух ключевых компонентов: один распознает поврежденную ДНК и связывается с ней, а другой обеспечивает доставку прямо в митохондрии, не затрагивая ядерную ДНК.
Авторы исследования синтезировали молекулу, объединив свои знания в области химического синтеза и опыт в восстановлении ДНК и митохондрий. В лабораторных тестах и исследованиях с живыми клетками нанозонд значительно снижал утрату мтДНК после повреждения токсичными веществами, такими как нитрозамины. Эти вещества часто встречаются в консервантах, сигаретном дыме и неочищенной питьевой воде.
