Впервые ученые выявили существование новой структуры ДНК, никогда ранее не встречавшейся в живых клетках человека.
Открытие в живых клетках так называемого «скрученного узла» ДНК подтверждает, что наш генетический код построен с гораздо более сложной симметрией, чем простая спиральная структура, которую все связывают с ДНК.«Когда большинство людей думают о ДНК, они представляют себе двойную спираль», - говорит Дэниел Крист, исследователь в области терапии антителами из Института медицинских исследований Гарвана в Австралии. «Это новое исследование напоминает нам, что существуют совершенно другие структуры ДНК, которые могут быть важны для наших клеток», - добавляет он.
Новый компонент ДНК, идентифицированный командой, называется интеркалированным мотивом, интеркалированным мотивом (говорится i-motif), который был обнаружен исследователями в 1990-х годах и до сих пор наблюдались in vitro, но никогда в живых клетках.
Теперь, благодаря команде Christ, мы знаем, что i-мотив естественным образом встречается в клетках человека, демонстрируя его важность для клеточной биологии - то, что ранее подвергалось сомнению, поскольку он наблюдался только в клетках человека. лаборатория. Но теперь чередующийся узор требует от исследователей совершенно нового внимания.
Если до сих пор единственным знакомством с формами ДНК была знаменитая двойная спиральная спираль, прославленная Уотсоном и Криком, конфигурация интеркалированного паттерна может вас удивить. «i-мотив - это «узел» четырехцепочечной ДНК», - говорит Марсель Дингер, один из руководителей исследования. «В структуре узла буквы C [цитозин] на одной и той же цепи ДНК связываются друг с другом, поэтому она сильно отличается от двойной спирали, где «буквы» на противоположных цепях узнают друг друга, а C связываются. к G [гуанину]», - добавляет он.
По словам Махди Зераати, ведущего автора нового исследования, i-мотив является лишь одной из многих структур ДНК, которые не имеют форму двойной спирали, включая ДНК A, ДНК Z, ДНК. триплекс и крестообразная ДНК - и которые также могут существовать в наших клетках.
Другой тип структуры ДНК, называемый ДНК G-квадруплекса (G4), был впервые визуализирован исследователями в клетках человека в 2013 году. Исследователи использовали антитело, модифицированное для выявления G4 в клетках.
В новом исследовании Зераати и его коллеги использовали тот же метод, разработав фрагмент антитела (названный iMab), который мог специфически распознавать i-мотивы и связываться с ними. Используя эту технику, ученые смогли выделить их местонахождение внутри клетки с помощью иммунофлуоресцентного свечения.
«Больше всего нас порадовало то, что мы могли видеть, как зеленые пятна, i-шаблоны, появляются и исчезают со временем. Итак, теперь мы знаем, что они формируются, исчезают и снова восстанавливаются», - объясняет Зераати. Хотя еще многое предстоит узнать о том, как работает структура i-motif, результаты исследований показывают, что i-motif обычно формируется на поздних этапах жизненного цикла клетки.
i-мотивы также имеют тенденцию появляться в так называемых «промоторных» областях, областях ДНК, контролирующих активацию или деактивацию генов, и в теломерах, генетических маркерах, связанных со старением. «Мы думаем, что движение i-паттернов вперед и назад является ключом к тому, что они делают. Вполне вероятно, что они существуют для того, чтобы включать и выключать гены», - говорит Зераати.
Теперь, когда мы точно знаем, что эта новая форма ДНК существует в клетках, это даст исследователям возможность понять, что эти структуры делают внутри нашего тела. Как объясняет Зераати, результаты будущих исследований могут оказаться очень важными: не только для i-мотива, но и для других форм ДНК. «Эти альтернативные конформации ДНК могут быть важны для белков в клетке, чтобы распознавать родственную им последовательность ДНК и выполнять свои регуляторные функции. Следовательно, формирование этих структур может иметь решающее значение для нормального функционирования клетки, и любое отклонение в этих структурах может иметь патологические последствия», - объяснил Зераати.