Studija objavljena u izdanju Proceedings of the National Academy of Sciences otkrila je da je DNK izgradila većinu svoje obrane protiv svakodnevnih oštećenja uzrokovanih oksidacijom, koja je rezultat normalnog rada ljudskog tijela.

Kako stanice rastu i razmnožavaju se povremeno će mutirati. Ponekad su mutacije posljedica neke vrste stresa iz okoline. Na primjer, UV zračenje će uzrokovati mutaciju DNK u stanicama kože. Kako bi se obranila od UV zračenja, DNK razvija način da se popravi od te određene mutacije. Znanstvenici to nazivaju popravnim putem. Svaka mutacija treba jedinstveni put popravka. Ako se ne može pronaći nikakav put ili je oštećenje preveliko da bi ga DNK mogao pratiti, može doći do trajnog oštećenja. U slučaju UV zračenja, to može značiti rak kože.

Ali, čak i pod savršenim uvjetima, DNK i dalje mutira.

"Kada stanica normalno raste, akumulira mutacije prilično niskom, ali ništa manje vidljivom stopom. A pitanje je: Zašto?" rekla je Patricia Foster, biologinja sa Sveučilišta Indiana u Bloomingtonu i glavna autorica studije.

Za studiju, Foster i njezin tim istražili su 11 specifičnih puteva popravka za koje je znala da su važni za DNK. željela je znati što će se dogoditi ako isključi svaki put, jedan po jedan. Kako bi DNK reagirao? Bi li mutiralo? Bi li stanica ostala nepromijenjena? Ustvrdila je da, ako na DNK ne utječe gubitak popravnog puta, onda put ne smije biti presudan za svakodnevnu funkciju. Ali ako je DNK mutirala, znala je da je to bitno za zdravlje DNK.

Foster je pomno testirala tisuće generacija bakterija s isključenim određenim putevima. Otkrila je da je tek kada su putevi koji su omogućili prevenciju ili popravak oksidativnih oštećenja isključeni, dolazi do značajnog porasta mutacije. To znači da su, pod pretpostavkom da ništa drugo ne šteti stanici - na primjer UV zračenje ili druge vanjske okolnosti - putovi popravka koji štite organizam od oksidacije bili najvažniji za zdravlje i integritet DNK.

Oksidacija je rezultat korištenja kisika od strane tijela - proces koji je potreban za pravilno funkcioniranje organizma.

"Posljednja stvar u procesu disanja je razbijanje kisika i to uzrokuje da kisik bude opasan... jer je reaktivan", objasnila je Foster.

Dakle, stanice moraju ili neutralizirati reaktivni kisik ili popraviti štetu od reaktivnog kisika ako ga ima previše.

"život u zraku znači da uvijek stvarate te potencijalno opasne molekule s kojima se morate nositi", rekla je Foster.

Istraživanje je rađeno na bakteriji E. coli, koja je, prema Fosterovim riječima, izvrstan organizam za proučavanje DNK.

"Ono što se događa u bakterijama zasigurno možete jamčiti da će se dogoditi u svim organizmima", rekla je Foster.

Ova konkretna studija je dijelom jedinstvena jer je u svom testiranju koristila cijeli genom.

"Ovo je bila prilično duga studija. Počeli smo je prije pet godina. Upravo smo prošli vrlo sustavno i eliminirali puteve popravka DNK za koje sam znala da postoje kako bismo vidjeli hoće li to promijeniti stopu ili obrazac promjena koje su se dogodile", objasnila je Foster .

Studenti koji su radili u njezinom laboratoriju bili su povezani dok su pomno promatrali tisuće generacija E. coli kako rastu i mutiraju. Dvoje studenata preddiplomskog studija koji su radili u Fosterovom laboratoriju zapravo su se upoznali, zaljubili i vjenčali tijekom studija.

"To je prava zajednica", rekla je Foster.

Fosterov sljedeći projekt usredotočit će se na ono što se događa s molekulama DNK stanice kada ih izgladnjujete.

"Pokazali smo što se događa kada stanice rastu vrlo sretno... pa je sada pitanje što se događa kada nisu sretne", rekla je Foster.