Диссертация

Экстремально радиорезистентные организмы активно изучаются для обнаружения новых протекторных принципов и молекул, которые востребованы в медицине, радиационной безопасности и биотехнологии. В работе представлено исследование радиопротекторных свойств и структурных особенностей ДНК-связывающего белка Dsup, обнаруженного в одном из самых радиорезистентных животных, тихоходке Ramazzottius varieornatus.

Для объяснения предпосылок протекторного действия белка Dsup проведено исследование структурных свойств молекулы белка в растворе при различных условиях. Для этого были использованы расчетные методы (in silico анализ), малоугловое рентгеновское рассеяние и спектроскопию кругового дихроизма. Показано, что Dsup - один из специфичных для тихоходок неупорядоченных белков (TDPs, Tardigrade-specific disordered proteins). Белок Dsup является преимущественно неструктурированной и гибкой молекулой, которая при взаимодействии с ДНК формирует нечеткий/конформационно-гетерогенный комплекс Dsup-ДНК.

Эксперименты in vivo подтвердили возможность повышения радиорезистентности и устойчивости к окислительному стрессу сложноорганизованных животных (Drosophila melanogaster), экспрессирующего ген Dsup, и было показано, что белок Dsup снижал повреждения ДНК при окислительном стрессе. Транскриптомный анализ модельного организма позволил внести ограничения на участие белка Dsup в активации антиоксидантной системы и репарации ДНК. Был сделан вывод о том, что механизм защиты от радиации белком Dsup согласуется c гипотезой молекулярного экранирования ДНК от АФК, образующихся при радиолизе воды, действии окислителей и другими путями.

Таким образом, ДНК/РНК-связывающие неупорядоченные белки могут оказаться перспективными для разработки протекторов и других практических применений. В диссертационной работе продемонстрированы возможности использования белка Dsup в качестве радиопротектора для модельных животных и клеток человека, а также при разработке материала фильтров для извлечения ДНК из сложных смесей.