Umeåforskare visar var DNA:s byggstenar tillverkas

Tillverkningen av byggstenarna för våra cellers arvsmassa, DNA, sker utanför cellkärnan i den så kallade cytoplasman. Det visar umeåforskarna Artur Fijolek och Lars Thelander tillsammans med italienska samarbetspartners i en artikel i senaste numret av tidskriften PNAS.

För att överleva behöver en cell kunna nytillverka och reparera sitt DNA, där den genetiska informationen lagras. För detta behöver celler en balanserad tillgång på fyra olika DNA-byggstenar. Dessa tillverkas i sin tur av enzymet ribonukleotidreduktas (RNR). Enzymet är uppbyggt av två olika proteinkomponenter som kallas R1 och R2. RNR-aktiviteten är noggrant reglerad för att cellen alltid ska ha rätt mängd byggstenar. I annat fall uppstår mutationer som kan leda till celldöd eller cancer. Sålunda bryts R2 ner i icke växande, färdigutvecklade celler som t.ex. muskelceller, för att förhindra för hög nivå byggstenar.

Hur kan då färdigutvecklade celler reparera de skador som hela tiden uppkommer på DNA trots att de inte kan tillverka byggstenar? Svaret på frågan kom när man för några år sedan upptäckte att färdigutvecklade celler har en alternativ form av R2 som kallas p53R2. Detta protein tillsammans med R1 tillåter den icke växande cellen att reparera DNA och nytillverka mitokondrie-DNA.

För att förstå hur tillverkningen av DNA-byggstenar regleras i cellen har man i den aktuella artikeln med tre oberoende metoder studerat var i cellen som p53R2 och de båda andra RNR-enheterna, R1 och R2, finns. Bland annat har forskarna vid avdelningen för medicinsk kemi och biofysik använt fluorescensmikroskopi för att kunna studera lokaliseringen av RNR-subenheter inuti en cell. För att kunna detekteras under mikroskop har RNR-subenheterna först sammanfogats med grönt fluorescerande protein (vars upptäckare belönats med årets Nobelpris i kemi).

I studien konstateras att alla tre RNR-subenheter håller till i cytoplasman, utanför cellkärnan och där tillverkas byggstenarna för DNA. Resultaten stödjer tidigare fynd som visar att regleringen av RNR-aktiviteten sker genom nedbrytning av R2 samt interaktioner mellan RNR och byggstenarna och inte genom förflyttning av subenheterna inne i cellen.

För mer information, kontakta Artur Fijolek, doktorand på Institutionen för medicinsk kemi och biofysik, på telefon 090-786 52 63 eller e-post Artur.Fijolek@medchem.umu.se.

Giovanna Pontarina, Artur Fijolek, Paola Pizzoc, Paola Ferraroa, Chiara Rampazzoa, Tullio Pozzanc, Lars Thelander, Peter Reichard och Vera Bianchi: "Ribonucleotide reduction is a cytosolic process in mammalian cells independently of DNA damage". Publicerad i PNAS Early Edition på
http://www.eurekalert.org/pio/tipsheetdoc.php/237/zpq5042.pdf

Bertil Born, Informatör, medicinsk fakultet
E-post: bertil.born@adm.umu.se
Tel: 090-786 60 58