Ученые под руководством специалистов из Йельского университета провели эксперимент, который показал, что повреждения ДНК, которые наносит ультрафиолетовое излучение коже, продолжают происходить в темноте, уже после пребывания на солнце. Более того, они выяснили, что меланоциты (клетки, производящие меланин), также подвержены повреждениям.
Под влиянием ультрафиолетового излучения в клетках кожи запускаются фотохимические реакции, которые приводят к образованию свободных радикалов – молекул с неспаренным электроном, которые являются очень активными и могут повреждать белки и ДНК. Если повреждается белок кожи коллаген, то происходит старение кожи. Если же изменения затрагивают ДНК, то клетка может стать раковой - этот процесс является причиной появления и развития смертоносного рака кожи - меланомы.
Всегда считалось, что меланин (этот пигмент придаёт коже тёмный оттенок загара) защищает кожу от таких повреждений. Однако многие современные исследования ставят этот факт под сомнение.
В своем эксперименте ученые решили выяснить, как УФ-излучение будет действовать на клетки, производящие меланин - меланоциты.
Эксперимент на клетках человека и мышей показал, что излучение приводило к образованию в этих клетках пиримидиновых димеров – дефектов ДНК, возникающих в результате образования ковалентной связи между двумя соседними пиримидиновыми основаниями (тимином или цитозином). Считается, что образование димеров приводит к нарушению транскрипции ДНК, возникновению мутаций и является главной причиной возникновения меланомы у человека.
Ученых удивил тот факт, что пиримидиновые димеры образовались в меланоцитах – клетках, которые, как считалось, должны быть защищены от подобных повреждений. Еще больше авторов поразило то, что повреждения ДНК происходили не только во время действия УФ-излучения, но и уже потом в темноте. Так, у мышей образование почти половины пиримидиновых димеров происходило в темноте.
Ученым удалось выяснить причину этого явления.
Оказалось, что во всем виноват меланин - во время действия УФ-излучения он избавляется от лишней энергии, передавая ее молекуле ДНК в виде света и тепла и порождая такие же пиримидиновые димеры, как и сам солнечный свет.
Как добавляют авторы, удивительно, но всегда считалось, что подобные процессы могут происходить лишь у низших растений и животных.
«Раньше считалось, что меланин является экраном, защищающим ДНК от фотоповреждений. Результаты наших исследований показывают, что меланин играет не только защитную функцию, он также может сам повреждаться, и эти повреждения могут быть канцерогенным фактором», - говорит ведущий автор исследования профессор Дуглас Браш (Douglas E. Brash).
Конечно, эта новость не слишком хорошая, говорят авторы. Но из их исследования можно сделать и хороший вывод – процесс передачи энергии требует времени. Поэтому если блокировать передачу энергии, то можно остановить и патологический процесс.
По словам ученых, они планируют разработать новые профилактические средства, например, кремы после загара, которые будут действовать именно таким образом.
Статья профессора Браша и его коллег опубликована в последнем номере журнала Science.
