Retų keturių spiralės DNR randama gyvose žmogaus ląstelėse su žėrinčiomis nuodėmėmis

Keturis kartus spiralinė DNR struktūra

Keturvietės spiralės DNR struktūra. Kreditas: Imperial College London

Naujos nuodėmės leidžia mokslininkams pamatyti keturias stygas DNR sąveika su gyvų žmogaus ląstelių molekulėmis, atskleidžiant jos vaidmenį ląstelių procesuose.

DNR paprastai suformuoja klasikinę dviejų sruogų, apvyniotų vienas kitą, dvigubos spiralės formą. Nors DNR mėgintuvėliuose gali susidaryti šiek tiek egzotiškesnių formų, tikrose gyvose ląstelėse to nedaug.

“G keturgubis rezginys vaidina svarbų vaidmenį įvairiuose gyvybiškai svarbiuose procesuose ir įvairiose ligose, tačiau trūkstama grandis struktūrą tiesiogiai suformavo į gyvas ląsteles”. – Benas Lewisas

Vis dėlto neseniai buvo pastebėta, kad žmogaus ląstelėse natūraliai susidaro keturių grandinių DNR, vadinama G-keturkaičiu. Dabar, naujame tyrime, paskelbtame Gamtos bendravimas, vadovaujama komanda Imperatoriškasis koledžas Londone mokslininkai sukūrė naujus zondus, kurie gali pamatyti, kaip G keturgubis rezginys sąveikauja su kitomis gyvų ląstelių molekulėmis.

G-keturgubis rezginys yra randamas didesnėse koncentracijose vėžinėse ląstelėse, ir manoma, kad jis turi įtakos ligai. Zondai atskleidžia, kaip tam tikri baltymai „išvynioja“ G keturvietes, taip pat gali padėti identifikuoti molekules, kurios jungiasi prie G keturviečių vietų, o tai gali sukelti naujų vaistų taikinius, kurie gali sutrikdyti jų veiklą.

Adata šieno kupetoje

Vienas pagrindinių autorių, Benas Lewisas, iš Imperatorijos chemijos katedros, sakė: „Kita DNR forma turės didžiulę įtaką visiems susijusiems procesams – tokiems kaip genetinės informacijos skaitymas, kopijavimas ar išskyrimas. spaudimas.

“Daugėja įrodymų, kad G keturvietės vaidina svarbų vaidmenį įvairiuose gyvenimo procesuose ir įvairiose ligose, tačiau trūkstama grandis tiesiogiai parodė struktūrą gyvose ląstelėse.”

G keturkampė vieta ląstelėse yra reta, o tai reiškia, kad standartinius tokių molekulių aptikimo metodus sunku nustatyti konkrečiai. Benas Lewisas problemą apibūdina kaip „kaip surasti adatą šieno kupetoje, bet adata taip pat pagaminta iš šieno“.

Norėdami išspręsti problemą, Imperatoriaus chemijos katedros „Vilar“ ir „Kuimova“ grupių tyrėjai bendradarbiavo su Vannier grupe iš Londono medicinos mokslų instituto Medicinos tyrimų tarybos.

Fluorescencijos žemėlapis Branduolinė DNR

Naujo zondo dažytų gyvų ląstelių branduolinės DNR fluorescencinio vaizdo mikroskopinis žemėlapis. Spalvos rodo fluorescencijos gyvenimo trukmę nuo 9 (raudonos) iki 13 (mėlynos) nanosekundžių. Kreditas: Imperial College London

Jie naudojo cheminį zondą, vadinamą DAOTA-M2, kuris fluorescuoja (dega) esant G keturkojui, tačiau užuot stebėjęs fluorescencijos ryškumą, jie stebėjo, kiek laiko trunka ši fluorescencija. Šis signalas nepriklauso nuo zondo ar G keturkojo rezginio koncentracijos, o tai reiškia, kad juo galima vienareikšmiškai vizualizuoti šias retas molekules.

Dr Marina Kuimova iš Imperialo chemijos katedros sakė: “Taikydami šį sudėtingesnį metodą, mes galime pašalinti problemas, kurios neleido sukurti patikimų šios DNR struktūros zondų”.

Pažvelkite tiesiai į gyvas ląsteles

Komanda naudojo savo zondus, kad ištirtų G keturvietių vietų sąveiką su dviem helikazės baltymais – molekulėmis, kurios „išvynioja“ DNR struktūras. Jie parodė, kad jei šie helikazės baltymai buvo pašalinti, buvo daugiau G keturkojų vietų, o tai rodo, kad helikazės vaidina svarbų vaidmenį išsisukinėjant ir taip pablogina G keturviečių vietas.

„Daugelis tyrinėtojų domisi G-ketrupleksą jungiančių molekulių, kaip potencialių ligų, tokių kaip vėžys, veiksniais. Mūsų metodas padės geriau suprasti šiuos potencialius naujus vaistus. “- Profesorius Ramonas Vilaras

Dr. Jeanas Baptiste’as Vannieris iš MRC Londono medicinos mokslų instituto ir Imperatorijos klinikinių mokslų instituto sakė: „Anksčiau mes turėjome pasikliauti matydami netiesioginius šių sraigtasparnių poveikio požymius, bet dabar pažvelkime į juos. tiesiai į gyvas ląsteles. “

Jie taip pat ištyrė kitų molekulių gebėjimą bendrauti su gyvų ląstelių G keturgubu rezginiu. Jei molekulė, įvedama į ląstelę, prisijungia prie šios DNR struktūros, ji išstums DAOTA-M2 zondą ir sutrumpins jo gyvenimo trukmę, t. Y., Kiek laiko trunka fluorescencija.

Tokiu būdu galima ištirti sąveiką gyvų ląstelių branduolyje ir geriau suprasti daugiau molekulių, pavyzdžiui, tų, kurios nėra fluorescuojančios ir kurių negalima pamatyti mikroskopu.

Profesorius Ramonas Vilaras iš Imperialo chemijos katedros paaiškino: „Daugelis tyrinėtojų domėjosi G-kvadruplex jungiančių molekulių, kaip galimų ligų, tokių kaip vėžys, agentų galimybėmis. Mūsų metodas padės geriau suprasti šiuos potencialius naujus vaistus. “

Kitas pagrindinis Imperatoriaus chemijos katedros autorius Peteris Summersas sakė: „Šis projektas buvo puiki proga dirbti prie chemijos, biologijos ir fizikos sankirtos. Tai nebūtų buvę įmanoma be visų trijų tyrimų grupių patirties ir glaudžių darbo santykių. “

Trys grupės planuoja ir toliau gerinti savo nuodėmės savybes, tirti naujas biologines problemas ir dar labiau apšviesti šviesą, kurią G keturkampiai vaidina mūsų gyvose ląstelėse. Tyrimą finansavo „Imperial“ kompetencijos fondas, skirtas tyrimams pasienyje.

Nuoroda: Peterburgo A. Summerso, Benjamino W. Lewiso, Jorge Gonzalezo-Garcia, Rosa M. Porreca, Aarono HM Limo, Paolo Cadinu, Nerea Martin „G-quadlexlex DNR dinamikos vizualizavimas gyvose ląstelėse, naudojant visą gyvenimą trunkančią fluorescencinę vaizdo mikroskopiją“. -Pintado, David J. Mann, Joshua B. Edel, Jean Baptiste Vannier, Marina K. Kuimova ir Ramon Vilar, 2021 m. Sausio 8 d., Gamtos bendravimas.
DOI: 10.1038 / s41467-020-20414-7

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.