Zamislite DNA kao električnu mrežu u našem organizmu, koja radi bez prestanka kako bi naše tijelo funkcioniralo ispravno. No, ponekad se dogode 'kvarovi' u ovoj mreži. Štoviše, svaki dan, u svakoj stanici našeg tijela, dogodi se na tisuće takvih malih kvarova. Ako se oni ne poprave, mogu dovesti do razvoja ozbiljnih zdravstvenih problema, uključujući rak i neurodegenerativne bolesti.

Ovi 'kvarovi', zapravo su učestala oštećenja DNA, tzv. DNA-protein crosslinks (DPC), koji se javljaju kada se protein nepovratno veže na DNA molekulu, i u fokusu su istraživanja Grupe za DNA popravak u Laboratoriju za molekularnu ekotoksikologiju. Naime, ovaj tim zadnjih godina istražuje kako ovakva učestala oštećenja utječu na naše zdravlje i pronalaze načine za njihov popravak.

Na staničnoj razini neispravan popravak DPC oštećenja vodi do lomova DNA, genomske nestabilnosti i stanične smrti, dok se na razini organizma neispravan popravak povezuje s rakom, starenjem i neurodegenerativnim bolestima. Upravo zbog toga, razumijevanje mehanizama popravka DNA u životinjskim modelima od velike je važnosti za razvoj novih lijekova odnosno za potencijalno liječenje bolesti,

U sklopu petogodišnjeg uspostavnog projekta financiranog od Hrvatske zaklade za znanost, ovaj tim istraživača razvio je prve modele za proučavanje ljudskih bolesti primjenom CRISPR/Cas tehnologije na ribama zebricama (Danio rerio). Uz pomoć razvijenih modela otkrili su enzime ključne za popravak oštećenja DNA, a rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Open Biology.

Istražujući kako nastaju genetski kvarovi uzrokovani nepovratnim vezanjem proteina na DNA na modelima zebrica, znanstvenici su otkrili da su dva enzima izuzetno važna za popravak naše DNA. Jedan od tih enzima, SPRTN proteaza, funkcionira poput hitne službe koja uklanja veće probleme, dok drugi, TDP1 fosfodiesteraza, djeluje kao stručnjak za rješavanje specifičnih poteškoća. Također, nedostatak ovih enzima kod ljudi uzrokuje pojavu raka u ranoj dobi, preuranjeno starenje i neurološke poremećaje.

Posebno značajno je otkriće povezano s nedostatkom enzima TDP1, koji uzrokuje SCAN1 sindrom, što je neurološki poremećaj koji se manifestira kao cerebelarna atrofija, senzorni poremećaji, slabost mišića i progresivna ataksija. Razumijevanje ovog mehanizma otvara put za razvoj novih terapija za liječenje ovog i sličnih poremećaja.

Ovo istraživanje primjer je kako napredna genetska tehnologija može pružiti dublji uvid u složene biološke procese i potencijalno dovesti do novih otkrića i terapija u medicini.