Четырехцепочечную ДНК впервые увидели в действии в человеческих клетках — Naked Science
Василий Парфенов

Четырехцепочечную ДНК впервые увидели в действии в человеческих клетках

6.0

Привычный еще со школьной скамьи вид двухцепочечной спирали ДНК — не единственная форма, которую приобретает эта молекула. Изредка она причудливо закручивается четырьмя цепочками и в таком состоянии часто встречается в опухолевых клетках. Ученым впервые удалось зафиксировать эту форму ДНК в действии, что поможет лучше ее изучить и создать новые лекарства от рака.

Четырехцепочечную ДНК впервые увидели в действии в человеческих клетках
Трехмерная модель G-квадруплекса / ©helixray, YouTube

Команда биологов из Имперского колледжа Лондона опубликовала результаты своей работы в рецензируемом журнале Nature Communications. Ученые использовали специальное химическое соединение DAOTA-M2, которое избирательно прикрепляется к четырехцепочечной ДНК и при этом светится. Так удалось непосредственно наблюдать внутриклеточные процессы, в которых задействована эта необычная молекула.

По длительности свечения и яркости излучаемого света оценивали интенсивность и время протекающих реакций. Когда другая молекула прикрепляется к ДНК, она заменяет DAOTA-M2, и флуоресцирующее соединение становится ярче. Таким образом, самые интенсивно светящиеся области в клетке могут быть, например, областью наиболее активной транскрипции дезоксирибонуклеиновой кислоты.

Ученым удалось идентифицировать два специфических протеина из класса хеликаз. Они специализируются на четырехцепочечной структуре, разматывают ее и начинают процесс уничтожения аномальной ДНК. Еще две обнаруженные молекулы, предпочитающие подобную форму дезоксирибонуклеиновой кислоты, предстоит изучить подробнее — их роль не до конца ясна.

Четырехцепочечную ДНК впервые увидели в действии в человеческих клетках
Свечение DAOTA-M2 в клетках, показывающее его присутствие. Чем ближе цвет на рисунке к синему, тем дольше пигмент наблюдался. В зависимости от условий, время существования DAOTA-M2 было разным, а значит отличалась и интенсивность формирования G-квадруплексов / ©Summers, P.A., Lewis, B.W., Gonzalez-Garcia, J. et al. Visualising G-quadruplex DNA dynamics in live cells by fluorescence lifetime imaging microscopy. Nat Commun 12, 162 (2021). https://doi.org/10.1038/s41467-020-20414-7

Новый метод британских биологов потенциально способен значительно продвинуть вперед разработку целого нового класса противораковых препаратов. Последние годы сразу несколько групп исследователей рассматривают четырехцепочечную ДНК в качестве мишени для терапии. Но, поскольку ее функции в опухолевых клетках были не до конца понятны, процесс двигался довольно медленно.

Такую аномальную форму дезоксирибонуклеиновой кислоты называют G-квадруплексом. Обычно она встречается в клетках микроорганизмов, а у животных, тем более млекопитающих, до 2014 года четырехцепочечные молекулы ДНК не фиксировали. Позднее выяснилось, что чаще всего G-квадруплекс формируется в опухолевых клетках. Однако причины такого поведения не совсем понятны — ясно только, что повышенное содержание четырехцепочечной ДНК связано с ускоренным ростом раковых тканей.

Известно два способа формирования G-квадруплексов. В первом случае одна двухцепочечная молекула ДНК складывается особым образом. Альтернативный вариант — несколько цепочек дезоксирибонуклеиновой кислоты сворачиваются вокруг гуанина. В этом случае они изначально могли принадлежать как двум, так и трем или даже четырем отдельным молекулам.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

12 часов назад
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

11 часов назад
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Позавчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: