Четырехцепочечную ДНК впервые увидели в действии в человеческих клетках — Naked Science
5 минут
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.
6 часов назад
13 минут
Александр Речкин

В учебниках истории XX века, на сотнях плакатах и в десятках кинофильмах о Второй мировой войне мы видели знаменитые танки, «катюши» и бороздящие небеса Ил-2. Давайте проверим, сможете ли вы отличить советскую военную технику от машин союзников и стран «оси».

Вчера, 15:24
5 минут
Илья Ведмеденко

Военно-морской флот получил многоцелевую атомную подводную лодку К-561 «Казань». Это один из самых совершенных кораблей такого типа в мире.

5 часов назад
37 минут
Александр Березин

Филипп Мандей основал целое направление исследований: он первым установил, что закисление океанов — последствие глобального потепления — угрожает обонянию и умению ориентироваться у морских рыб. Само собой, это создает угрозу их вымирания. Долго оставалось загадкой только одно: как существующие виды рыб перенесли серьезное закисление океана при прошлых изменениях климата. Теперь все проясняется: похоже, Мандей обнаружил эффект, которого никогда не было. Интересно, что вместе с ним его наблюдали еще 179 ученых — и теперь все они оказались в центре чудовищного скандала. Попробуем разобраться в деталях.

2 мая
62 минуты
Николай Цыгикало

Знаменитый ракетный комплекс «Искандер» стал одним из символов российской военной мощи. Он не покидает центра внимания экспертов и средств массовой информации, а его тактико-технические характеристики приводятся в каждом информационном ресурсе военной тематики. Но цифры цифрами, а что за ними? Посмотрим на работу «Искандера» с разных сторон, чтобы разобраться в принципах действия и логике конструктивных решений. Тогда глубина понимания позволит пройти дальше одних лишь цифр ТТХ, и при всей важности они окажутся не на первом месте. Наш материал — самый полный рассказ о работе «Искандера» в открытом доступе.

Позавчера, 17:46
17 минут
Александр Березин

SpaceX после затяжной серии аварий нормально посадила прототип Starship SN15. Огромная стальная ракета поднялась в воздух на десять километров, выполнила там сложные кульбиты, которые не могла сделать ни одна ракета ранее, а затем плавно опустилась вниз. Одни говорят, что это революция, другие — что «СССР так умел полвека назад». Кто прав и что будет дальше? Попробуем разобраться.

4 мая
4 минуты
Ольга Иванова

Ученые из Финляндии определили причины того, почему «собака бывает кусачей» по отношению к человеку и другим животным.

23 апреля
11 минут
Василий Парфенов

Действующий глава NASA в рамках общения с прессой ответил на ряд вопросов, касающихся недавних заявлений российских политиков и главы «Роскосмоса» о скором отказе от собственного сегмента МКС. Администратор заверил всех, что агентство находится в хороших отношениях с Россией, а также поделился информацией о согласовании обмена местами для астронавтов и космонавтов в пилотируемых миссиях двух стран.

16 апреля
4 минуты
Илья Ведмеденко

Исследователи установили, что обнаруженный в Баренцевом море объект — погибшая советская субмарина типа «Крейсерская». Это одна из самых больших подлодок СССР периода Второй мировой.

25 апреля
17 минут
Александр Березин

На этой неделе СМИ выдали новость, от которой можно впасть в шок: «Ранее из России уезжало около 14 тысяч исследователей [в год], теперь — 70 тысяч». Мы внимательно разобрались в ситуации и вынуждены отметить, что ничего подобного не было и нет. В реальности речь вовсе не об ученых и даже не о высококвалифицированных специалистах. Проблемы с учеными в России есть. Но в этом случае речь идет не о них, а о том, что отдельные бывшие комсомольские вожаки, удачно устроившиеся в РАН, перепутали утечку мозгов из России с отъездом из нее гастарбайтеров. Разбираемся, как это у них получилось.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

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: