Le processus de copie de l'ADN est une chorégraphie complexe qui nécessite des vitesses rapides et une précision extrême. Découvrir les détails complexes de ce processus pourrait identifier de nouvelles façons de cibler les maladies, comme le cancer, et les scientifiques de KAUST viennent de découvrir une étape cruciale.

L'ADN de chaque cellule humaine fait environ 3 milliards de chiffres et doit être copié chaque fois qu'une cellule se divise, ce qui se produit près de 2 000 milliards de fois par jour.

Si des erreurs se produisent dans la réplication de l'ADN, les cellules peuvent devenir anormales et provoquer des maladies. code ADN qui a muté pour permettre à la cellule de se diviser de manière incontrôlable, par exemple, peut conduire au cancer. Il est donc crucial de comprendre comment les enzymes se répliquent et réparent l'ADN, dit Manal Zaher, le doctorat étudiant dans le groupe de Samir Hamdan à KAUST, qui a dirigé l'étude.

Zaher a étudié les enzymes qui permettent à de courts brins d'ADN de se former lors de la réplication de l'ADN, appelés fragments d'Okazaki, pour se lier en une chaîne continue d'ADN.

Par un processus connu sous le nom de maturation des fragments d'Okazaki, une enzyme appelée FEN1 coupe les « volets » dans les fragments d'Okazaki qui doivent être retirés avant que les fragments ne puissent se rejoindre. "La spécificité basée sur la séquence explique en partie le secret de la fidélité de réplication, cependant, nous manquons d'informations clés sur la base de l'excision basée sur la structure par FEN1 requise à environ 50 millions de sites de fragments d'Okazaki pendant la réplication de l'ADN humain, " explique Hamdan.

FEN1 est surproduit ou altéré dans de nombreuses formes de cancer, et Zaher a voulu étudier l'implication exacte de cette enzyme.

Les chercheurs ont utilisé une technique d'imagerie appelée FRET à molécule unique pour découvrir comment FEN1 s'amarre et est libéré à partir d'autres enzymes et fragments d'ADN.

Zaher a été surpris de découvrir que FEN1 agissait comme un commutateur entre deux voies enzymatiques différentes. Si le rabat était court, FEN1 s'est amarré à l'ADN pour permettre aux fragments d'Okazaki de se joindre. Cependant, si le rabat était long, FEN1 a rebondi, laissant deux autres enzymes appelées Dna2 et RPA s'amarrer et couper la majeure partie du volet avant que FEN1 n'arrive à son tour pour terminer le travail.

"Ce mécanisme en deux étapes pourrait considérablement aider notre compréhension de la régulation des étapes ultérieures du fragment d'Okazaki, " explique Zaher, "Et c'est important en particulier parce que des mutations à la fois dans l'ADN2 et la RPA ont également été liées au cancer."

Le groupe de Hamdan a décidé d'enquêter sur la prochaine interaction que FEN1 subira, continuer à percer les mystères de la réplication de l'ADN une étape à la fois.