Знайдено ДНК з чотирьох, а не з двох ниток

Дослідники з Кембриджу, що працюють під керівництвом Шанкара Баласубраманяна (Shankar Balasubramanian, на фото), виявили структуру ДНК, яка складається не з класичних двох, а з чотирьох ниток. Вчені пояснили появу такого природного "нововведення" і придумали, як з його допомогою діагностувати і боротися з раковими захворюваннями.

Подвійна спіраль ДНК. Що може бути більш постійним, ніж ця стала для науки культова структура? Про те, що можуть існувати якісь інші форми, вчені здогадувалися, але перевірити гіпотезу було непросто.

У лабораторії їм вдалося синтезувати молекулу ДНК, що за формою нагадує квадрат. Для цього вони взяли ланцюжок, багатий гуаніном (одним з чотирьох азотистих основ). Отримане з'єднання назвали "G-квадруплексними структурами".

Теоретично подібні макромолекули могли випадково утворюватися в живих клітинах, якщо б особливі водневі зв'язки зшивали чотири гуаніни, розташовані в різних частинах ланцюга ДНК. Наприклад, відомо, що багато гуаніну в теломерах - захисних кінцевих ділянках хромосом.

Дослідники раніше також з'ясували, що в ракових клітинах малі молекули, які відповідають за утворення і стабілізацію G-квадруплексів можуть пошкоджувати теломери.

Крім того, ретельне вивчення генетичного матеріалу людини на предмет ділянок, багатих гуаніном, показало, що "квадратні ДНК" могли б утворитися в областях, які визначають роботу регулюючих генів, зокрема тих, що викликають утворення злоякісних пухлин. Таким чином, саме їх наявність може сигналізувати про "поломку", що призводить до утворення пухлини.

Щоб виявити G-квадруплекси в живих клітинах, команда професора Баласубраманяна створила антитіла, які прикріплюються до незвичайних структур, але ігнорують дволанцюгові спіралі ДНК.

Коли вчені з'єднали отриману субстанцію з культурою клітин людини, вони побачили, що антитілами обростають багато частин хромосом, і лише чверть "маячків" сідає на теломери. Відбувається це в ході так званої с-фази, коли клітина копіює свою ДНК, безпосередньо перед поділом на частини.

Вчені виявили наявність четырехниточной ДНК клітини за допомогою флуоресцентних маркерів

Jean-Paul Rodriguez, Giulia Biffi

"Поки наші дослідження знаходяться на початковій стадії, але в майбутньому, коли ми зможемо точно визначати місце розташування G-квадруплексів, ми отримаємо кращий контроль над необхідними генами і клітинними процесами, перебіг яких змінюється при захворюваннях, таких як рак", - прогнозує професор.

Нагадаємо, що саме збільшення відтворення ДНК, що визначають мутуючі онкогени, і призводить до появи злоякісних пухлин.

Поки це лише далеке майбутнє, підкреслюють автори роботи в журналі Nature Chemistry. Вченим ще слід розібратися, чи дійсно за неправильну роботу клітин відповідають "підсвічені" ділянки ДНК. !zn