Ausztrál kutatók egy új formájú DNS-t találtak az emberi sejtek belsejében

Ausztrál tudósok egy csoportja új DNS szerkezetet fedezett fel élő sejtekben, megnyitva az utat az eddig soha nem tapasztalt kutatások el...

Ausztrál tudósok egy csoportja új DNS szerkezetet fedezett fel élő sejtekben, megnyitva az utat az eddig soha nem tapasztalt kutatások előtt azon komplex folyamatokkal kapcsolatban, amelyek a genom hatalmas információs és utasításokat tartalmazó könyvtárait irányítják.

A négyszálú csomók - az úgynevezett I-motívumok - olyan másodlagos alakúak, amelyeket először a DNS laboratóriumi mintáinak vizsgálatakor figyeltek meg 1993-ban. A DNS-szálak két egymásba kapcsolódó molekulából vagy nukleotidból álló hosszú láncból állnak, amelyek négy ízben jönnek létre: adenin (A), guanin (G), timin (T) és citozin (C). Az I-motívumokat a genom szekvenciáiban figyelték meg, ahol sok citozin található. Ezeken a szakaszokon belül a citozinok a normától eltérőek, és kötéseket hoznak létre egymással ahelyett, hogy a guaninhoz kapcsolódnának az ellenkező szálon.

Mivel ezek a formák csak mesterséges, magas pH-értékű körülmények között voltak megfigyelhetők, az I-motívumokat kezdetben különleges kémiai átrendeződésnek tekintették a savasságra adott válaszként.

Az utóbbi években azonban a tudósok gyanakodni kezdtek, hogy az I-motívumok nem csak, hogy természetes módon fordulnak elő, hanem szerepet játszhatnak abban is, hogy mely gének jelenjenek meg. Természetesen nem könnyű feladat a kis DNS csomók keresése a 6 milliárd nukleotid bázispár között egy emberi sejtben.



Az ausztrál Garvan Orvosi Kutóintézet csoportjának áttörése, melyet a Nature Chemistry című folyóiratban publikáltak azt követően történt meg, miután létrehoztak egy bizonyos fajta kereső molekulát, olyan antitest töredéket, amely tökéletesen illeszkedik minden olyan I-motívumhoz, amelyet egy sejt magjában talál. Miután megtörtént a kötődés, a tudósok vizuálisan is meg tudták erősíteni bármely I-motívum jelenlétét, mert az antitestet fluoreszkáló festékkel kezelték. (1)

Miután alaposan bizonyították, hogy az antitest nem hozott létre hamis pozitív jelzést más alakú DNS-hez kötődve (a szálakról ismert, hogy számos nem szokványos konfigurációt vesznek fel attól függően, hogy mi folyik a sejten belül), a csapat bejelenthette a sikert. Pillanatnyilag zöld csillogó foltokként jelennek meg a mikroszkóp alatt.

"A leginkább izgatottak azért voltunk, mert láthattuk a zöld foltokat - az I-motívumokat -, amelyek idővel megjelennek és eltűnnek, tehát tudjuk, hogy újra formálódnak, feloldódnak és megint formát öltenek," - nyilatkozta Dr. Mahdi Zeraati, a tanulmány vezető szerzője. (2)

Az I-motívumok a telomerekben tűnnek fel - a nem kódoló DNS védősapkáin minden szál végén, amelyek az élettartam hosszában és a betegségekben játszanak szerepet, és amikor a sejtek az életciklusuk részeivé váltak, felkészültek a genom megkettőzésére és osztódására. Daniel Christ társszerző szerint ez az átmeneti természete segít megmagyarázni, hogy az I-motívumokat miért észlelték korábban olyan nehezen, és megerősíti, hogy képződésük nem véletlenszerű.

A csapat arra a következtetésre jutott, hogy a csomók jelenléte valószínűleg befolyásolja, hogy egy gént olvassák-e vagy sem, vagyis hogy fehérjévé alakítják. A kutatók megjegyezték, hogy a jövőbeni vizsgálatok most már képesek lesznek tovább tanulmányozni az I-motívumok szerepét a normális sejtműködésben, és ezzel meghatározható lesz a betegségek, például a rák kialakulásában betöltött szerepük.

"Olyan sok minden van a genomban, amit nem értünk, valószínűleg a 99 százalékát," - mondta Marcel Dinger, a kutatás másik vezetője. Az I-motívumok kimutatása "lehetővé teszi a genom ezen részeinek dekódolását és annak megértését, hogy mit csinálnak." (3)

(1) - https://www.nature.com/articles/s41557-018-0046-3.epdf
(2) - https://www.scimex.org/newsfeed/found-a-new-form-of-dna
(3) - http://www.iflscience.com/health-and-medicine/researchers