Objavljen rad u Nucleic Acids Research
Znanstvenica IRB-a dr. Ignacija Vlašić iz Laboratorija za evolucijsku genetiku Zavoda za molekularnu biologiju objavila je rad u časopisu Nucleic Acids Research.
Bakterija Bacillus subtilis poput eukariota posjeduje dva mehanizma popravka dvolančanih lomova u molekuli DNA (dlDNA), mehanizam homologne rekombinacije (HR) i nehomolognog sparivanja lanaca (NHEJ). Vegetativne stanice koje repliciraju molekulu DNA, prvenstveno popravljaju dlDNA lomove mehanizmom HR-a dok se samo mali broj dlDNA lomova popravlja mehanizmom NHEJ-a.
Mehanizam HR ograničen je na stadij staničnog cikusa u kojem je prisutna sestrinska kromatida, npr. kod eukariota S i G2 faza staničnog ciklusa te tijekom bakterijskog vegetativnog rasta kada se replicira molekula DNA. Ukoliko se Bacillus subtilis izloži nutritivnom stresu, npr. izgladnjivanju, započet će niz morfoloških i fizioloških promjena nazvanih sporulacija što za posljedicu ima stvaranje spore.
Spora je metabolički inaktivna tvorba u kojoj se nalazi samo jedna kopija genoma i koja je izuzetno otporna na vanjske uvjete. Vrlo brzo nakon nasađivanja spora na hranjivu podlogu nastupit će proces germinacije, odnosno tranzicija spore u vegetativnu stanicu u kojem započinje metabolizam molekule DNA. S obzirom da spore posjeduju jednu kopiju genoma i preživljenje spora nakon uvođenja dlDNA lomova ovisi o proteinu RecA (ključnom proteinu HR-a), cilj ovog istraživanja bio je razjasniti ulogu proteina HR i NHEJ u otpornosti spora nakon uvođenja dlDNA lomova ili jednolančanih DNA (jlDNA) ureza uslijed izlaganja ionizirajućem zračenju (IR) ili ultra-visokom vakuumu (UHV).
Dvolančani DNA lomovi najopasniji su oblik oštećenja u molekuli DNA koji ukoliko se ne poprave mogu biti smrtonosni za svaku živu stanicu. Kako bi se istražila važnost proteina HR i NHEJ u popravku dlDNA lomova, napravljena je opsežna genetička analiza, a za potrebe in vitro analize rekonstruiran je replisom. In vivo rezultati istraživanja pokazali su da preživljenje spora ovisi o proteinima NHEJ-a koji su uključeni u popravak dlDNA lomova i o proteinima HR-a koji su uključeni u oblikovanje RecA*ssDNA nukleofilamenta. Ujedno, in vitro rezultati pokazali su da protein RecA inhibira DNA replikaciju.
Istraživanje je uvelike doprinijelo razumijevanju mehanizama popravka molekule DNA u bakteriji Bacillus subtilis prilikom procesa germinacije i utvrdilo prisnu povezanost između otpornosti spora, oblikovanja RecA*ssDNA nukleofilamenta i inhibicije DNA replikacije prilikom procesa germinacije.