Canlı İnsan Hücrelerinde Dört Telli DNA Oluşumu.
DNA genellikle klasik çift sarmal şeklini oluşturur - birbirlerine sarılmış iki iplikçik. Laboratuarda başka birçok yapı oluşturulmuştur, ancak bu mutlaka canlı hücrelerde oluştukları anlamına gelmez. Daha önce hücrelerde DNA G-quadruplexes adı verilen dörtlü sarmal yapılar tespit edilmiştir.
Bununla birlikte, kullanılan teknik, hücrelerin öldürülmesini veya oluşumlarını görselleştirmek için yüksek konsantrasyonlarda kimyasal probların kullanılmasını gerektirdi, bu nedenle normal koşullar altında canlı hücrelerdeki gerçek varlıkları izlenmedi. Şimdi, Cambridge Üniversitesi bilim adamları tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, canlı insan hücrelerinde DNA G-quadruplex'lere yapışabilen bir floresan işaretleyici icat etti.
Fotoğraf kredisi: Ella Maru Studio.
Imperial College Londra'daki Kimya Bölümünde bir araştırmacı olan ilk yazar Dr. Marco Di Antonio, “İlk kez, hücrelerimizde dörtlü sarmal DNA'nın normal hücresel süreçlerin yarattığı istikrarlı bir yapı olarak var olduğunu kanıtlayabildik” dedi. .
“Bu bizi DNA'nın biyolojisini yeniden düşünmeye zorluyor. Yeni bir temel biyoloji alanıdır ve kanser gibi hastalıkların tanı ve tedavisinde yeni yollar açabilir. ”
“Şimdi DNA G-quadruplex'leri hücrelerde gerçek zamanlı olarak izleyebiliriz, biyolojik rollerinin ne olduğunu doğrudan sorabiliriz. Kanser hücrelerinde daha yaygın göründüğünü biliyoruz ve şimdi oynadığı rolü ve potansiyel olarak nasıl engelleneceğini araştırabiliriz ve potansiyel olarak yeni tedaviler tasarlayabiliriz. ”
Di Antonio ve arkadaşları, geçici olarak açık tutmak ve DNA talimatlarının okunduğu ve proteinlerin yapıldığı transkripsiyon gibi süreçleri kolaylaştırmak için G-quadruplexes'in DNA'da oluştuğunu düşünmektedir. Bu, DNA'daki genetik kodun bir kısmının aktive edildiği bir gen ekspresyon şeklidir.
DNA G-dört kutuplarının kanserle ilişkili genlerle daha sık ilişkili olduğu görülür ve kanser hücrelerinde daha fazla sayıda tespit edilir.
Bilim adamları, “Artık tek seferde tek bir DNA G-quadruplex'i görüntüleme yeteneğiyle, belirli genler içindeki rollerini ve bunların kanserde nasıl ifade ettiğini izleyebiliriz” dedi.
“Bu temel bilgi, süreci kesintiye uğratan ilaçlar için yeni hedefleri ortaya çıkarabilir.”
Araştırmacılar, DNA G-quadruplex'lerine çok kolay yapışacak şekilde tasarlanmış küçük miktarlarda çok parlak bir floresan molekülü kullandılar.
Küçük miktarlar, bir hücredeki her DNA G-quadruplex'i görüntülemeyi ümit edemedikleri anlamına geliyordu, ancak bunun yerine, tek bir DNA G-quadruplex'i tanımlayıp izleyebiliyorlardı, bu da hücrelerde genel prevalanslarını ve kararlılıklarını bozmadan temel biyolojik rollerini anlamalarına izin verdi.
Yazarlar, DNA G-quadruplex'lerin çok hızlı bir şekilde oluştuğunu ve dağıldığını, sadece belirli bir işlevi yerine getirmek için oluşturduklarını ve potansiyel olarak çok uzun sürerse normal hücre süreçleri için toksik olabileceğini göstermeyi başardılar.
İmaj kredisi: Di Antonio
ve ark. , Doi: 10.1038 / s41557-020-0506-4.
Fizik ve Astronomi ve Gıda Bilimi Okullarında bir araştırmacı olan ortak yazar Dr. Aleks Ponjavic, “Bilim adamları canlı hücrelerdeki molekülleri görmek için özel problara ihtiyaç duyuyor, ancak bu problar bazen görmeye çalıştığımız nesne ile etkileşime girebilir,” dedi. Leeds Üniversitesi'nde beslenme.
“Tek moleküllü mikroskopi kullanarak, probları daha önce kullanılandan 1.000 kat daha düşük konsantrasyonlarda gözlemleyebiliriz.”
“Bu durumda, probumuz DNA G-quadruplex'lerine stabilitesini etkilemeden sadece milisaniye bağlanır, bu da DNA G-quadruplex'lerin doğal ortamlarındaki dış etkisi olmadan davranışını incelememizi sağlar.”
Sonuçlar dergisinde yayımlanan Nature Kimyası.
M. Di Antonio ve diğ . Canlı hücrelerde DNA G-quadruplex oluşumunun tek molekül görselleştirilmesi. Nat. Chem , çevrimiçi olarak 20 Temmuz 2020'de yayınlandı; doi: 10.1038 / s41557-020-0506-4
