Ausztrál tudósok egy csoportja új DNS szerkezetet fedezett fel élő sejtekben, megnyitva az utat az eddig soha nem tapasztalt kutatások előtt azon komplex folyamatokkal kapcsolatban, amelyek a genom hatalmas információs és utasításokat tartalmazó könyvtárait irányítják.
A négyszálú csomók - az úgynevezett I-motívumok - olyan másodlagos alakúak, amelyeket először a DNS laboratóriumi mintáinak vizsgálatakor figyeltek meg 1993-ban. A DNS-szálak két egymásba kapcsolódó molekulából vagy nukleotidból álló hosszú láncból állnak, amelyek négy ízben jönnek létre: adenin (A), guanin (G), timin (T) és citozin (C). Az I-motívumokat a genom szekvenciáiban figyelték meg, ahol sok citozin található. Ezeken a szakaszokon belül a citozinok a normától eltérőek, és kötéseket hoznak létre egymással ahelyett, hogy a guaninhoz kapcsolódnának az ellenkező szálon.
Mivel ezek a formák csak mesterséges, magas pH-értékű körülmények között voltak megfigyelhetők, az I-motívumokat kezdetben különleges kémiai átrendeződésnek tekintették a savasságra adott válaszként.
Az utóbbi években azonban a tudósok gyanakodni kezdtek, hogy az I-motívumok nem csak, hogy természetes módon fordulnak elő, hanem szerepet játszhatnak abban is, hogy mely gének jelenjenek meg. Természetesen nem könnyű feladat a kis DNS csomók keresése a 6 milliárd nukleotid bázispár között egy emberi sejtben.
Az ausztrál Garvan Orvosi Kutóintézet csoportjának áttörése, melyet a Nature Chemistry című folyóiratban publikáltak azt követően történt meg, miután létrehoztak egy bizonyos fajta kereső molekulát, olyan antitest töredéket, amely tökéletesen illeszkedik minden olyan I-motívumhoz, amelyet egy sejt magjában talál. Miután megtörtént a kötődés, a tudósok vizuálisan is meg tudták erősíteni bármely I-motívum jelenlétét, mert az antitestet fluoreszkáló festékkel kezelték. (1)
Miután alaposan bizonyították, hogy az antitest nem hozott létre hamis pozitív jelzést más alakú DNS-hez kötődve (a szálakról ismert, hogy számos nem szokványos konfigurációt vesznek fel attól függően, hogy mi folyik a sejten belül), a csapat bejelenthette a sikert. Pillanatnyilag zöld csillogó foltokként jelennek meg a mikroszkóp alatt.
"A leginkább izgatottak azért voltunk, mert láthattuk a zöld foltokat - az I-motívumokat -, amelyek idővel megjelennek és eltűnnek, tehát tudjuk, hogy újra formálódnak, feloldódnak és megint formát öltenek," - nyilatkozta Dr. Mahdi Zeraati, a tanulmány vezető szerzője. (2)
Az I-motívumok a telomerekben tűnnek fel - a nem kódoló DNS védősapkáin minden szál végén, amelyek az élettartam hosszában és a betegségekben játszanak szerepet, és amikor a sejtek az életciklusuk részeivé váltak, felkészültek a genom megkettőzésére és osztódására. Daniel Christ társszerző szerint ez az átmeneti természete segít megmagyarázni, hogy az I-motívumokat miért észlelték korábban olyan nehezen, és megerősíti, hogy képződésük nem véletlenszerű.
A csapat arra a következtetésre jutott, hogy a csomók jelenléte valószínűleg befolyásolja, hogy egy gént olvassák-e vagy sem, vagyis hogy fehérjévé alakítják. A kutatók megjegyezték, hogy a jövőbeni vizsgálatok most már képesek lesznek tovább tanulmányozni az I-motívumok szerepét a normális sejtműködésben, és ezzel meghatározható lesz a betegségek, például a rák kialakulásában betöltött szerepük.
"Olyan sok minden van a genomban, amit nem értünk, valószínűleg a 99 százalékát," - mondta Marcel Dinger, a kutatás másik vezetője. Az I-motívumok kimutatása "lehetővé teszi a genom ezen részeinek dekódolását és annak megértését, hogy mit csinálnak." (3)
(1) - https://www.nature.com/articles/s41557-018-0046-3.epdf
(2) - https://www.scimex.org/newsfeed/found-a-new-form-of-dna
(3) - http://www.iflscience.com/health-and-medicine/researchers