Home
» Kā
»
DNS cilpas noslēpumi var dot mums virsroku cīņā pret vēzi
DNS cilpas noslēpumi var dot mums virsroku cīņā pret vēzi
Kā šūna iesaiņo savu ģenētisko datu jucekli kārtīgās hromosomās dalīšanai? Galu galā DNS mūsu šūnās sniedzas līdz aptuveni diviem metriem, un tai ir jāiekļaujas kodolā, kas ir aptuveni 1/50 no sāls grauda izmēra. Kā pie velna tas sakārto šo jucekli, pirms sadalās divās daļās?
Jauni pētījumi ir burtiski izgaismojuši procesu, filmējot proteīnu kompleksu, ko sauc par kondensīnu, jo tas velk cilpas no DNS.
Iepriekšējie pētījumi ir izvirzījuši teoriju, ka kondensīns darbojas kā mazs motors, lai izveidotu cilpas DNS; ideja ir tāda, ka daudzas no šīm krokām ļauj šūnai sablīvēt savu genomu izplatīšanai starp meitas šūnām. Tomēr līdz šim šī loma nav pierādīta. Izolējot DNS molekulu un rūpīgi orientējot to ar kondensīna kompleksu zem mikroskopa, Delftas universitātes Kavli institūta un EMBL Heidelberas zinātnieki ir nofilmējuši proteīnu darbībā.
"Paņēmiens var šķist ļoti vienkāršs ("Attēlojiet DNS un kondensīnu"), taču tas nebūt nav triviāls," Alphr stāsta profesors Cees Dekker, Delftas Bionanozinātnes katedras pētniecības grupas vadītājs . "Ir nepieciešams attēlot DNS bez pārāk lieliem fotoattēlu bojājumiem.
"Kad jūs apgaismojat DNS, lai padarītu to redzamu, šī gaisma var arī radīt bojājumus (to sauc par fotobojājumiem), un tādējādi sabojāt DNS. Tas notika, piemēram, kad mēs pirms astoņiem gadiem sākām šo pētījumu ar standarta krāsu krāsvielu, kas dažu sekunžu laikā salauztu un salauztu DNS.
Mahipals Gandži, Delftas Cees Dekker grupas pēcdoktors, skaidro, ka pirmais solis jaunajā attēlveidošanas procesā bija DNS molekulas divu galu piestiprināšana pie virsmas un rūpīgi uzklāt krāsainu krāsu: "Pēc tam šķidrumā pielietojot plūsmu. perpendikulāri molekulai mēs orientējām DNS U formā un ievietojām to mūsu mikroskopa fokusa plaknē. Apbrīnojami, ka tad mēs varētu redzēt, kā saistās viens kondensīns un sākt izspiest cilpu.
Pēc Dekkera teiktā, kadri “atrisina debates” par kondensīna spēju veidot cilpas DNS. Komanda arī novēroja, ka uztīšana ir asimetriska, un kondensīns izvelk DNS tikai no vienas noenkurotā punkta puses. Cilpas veidošanās process prasa tikai nelielu ATP daudzumu, lai uzkurinātu kondensīnu, kas liecina, ka proteīnu komplekss nevelk DNS bāzi pa bāzi, bet lielos gabalos. Mazais motors to dara ārkārtīgi ātri, spolējot līdz 1500 bāzes pāriem sekundē.
Rezultāti var ne tikai izskaidrot galveno mitozes un meiozes mehānismu, bet arī tos var izmantot, lai palīdzētu izārstēt medicīniskās problēmas, kas saistītas ar proteīnu saimi, kurā ietilpst kondensīns, kas pazīstams kā SMC proteīni. Kā skaidro Dekers, tas varētu mums palīdzēt labāk izprast, kā cīnīties ar vēzi:
"SMC proteīniem ir izšķiroša nozīme hromosomu organizēšanā. Pareiza hromosomu materiāla sadalījuma pārtraukšana meitas šūnās ir saistīta ar vēzi. Tādējādi pamatzināšanas par SMC proteīniem ir pamatā, lai izprastu traucējošos procesus, kas izraisa vēzi. Precīzāk, mutācijas SMC proteīnos ir saistītas ar iedzimtiem stāvokļiem, piemēram, Kornēlijas de Langes sindromu.
Delftas universitātes Kavli institūta un EMBL Heidelberas secinājumi šodien tiek publicēti žurnālā Science .