Открыта новая структура теломерной ДНК с помощью физических методов
Физики и биологи обнаружили ранее неизвестную структуру ДНК в теломерах — концевых участках хромосом, которые защищают гены и связаны со старением. Открытие поможет лучше понять процессы старения и такие заболевания, как рак.
Теломеры и их упаковка
- Теломеры находятся на концах хромосом и защищают их от повреждений, подобно пластиковым наконечникам на шнурках.
- ДНК в клетке упакована вокруг белковых комплексов — нуклеосом, образуя структуру, похожую на нитку бус.
- Эта "нить" далее сворачивается. Были известны две основные структуры свертки, зависящие от длины свободной ДНК между нуклеосомами.
Новое открытие
Исследователи под руководством биофизика Джона ван Ноорта из Лейденского института физики обнаружили третью структуру теломерной ДНК.
- В ней нуклеосомы расположены гораздо ближе друг к другу, и между ними практически нет свободной ДНК.
- В результате образуется одна большая спираль (helix) из ДНК.
Метод исследования
Открытие стало возможным благодаря комбинации двух методов:
- Электронная микроскопия (Сингапур).
- Молекулярная силовая спектроскопия (лаборатория ван
Ноорта). В этом методе:
- Один конец ДНК крепится к стеклу, а к другому прикрепляется крошечный магнитный шарик.
- Сильные магниты сверху растягивают "нить бус".
- Измеряя усилие, необходимое для разъединения "бус", можно понять, как свернута структура.
Значение открытия
Структура молекул — "святой Грааль молекулярной биологии". Знание новой структуры теломер даст больше информации о том:
- Как включаются и выключаются гены.
- Как ферменты в клетках репарируют и копируют ДНК теломер.
Это улучшит понимание фундаментальных строительных блоков организма и в перспективе поможет в изучении старения, болезней (включая рак) и разработке лекарств.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.