Retų keturių spiralės DNR randama gyvose žmogaus ląstelėse su žėrinčiomis nuodėmėmis

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

Tyrėjai kuria greitesnę tinklo analizę, kad pasiūlytų algoritmus, kurie padidintų paiešką internete

MIT tyrėjai sukūrė programinę įrangą, kad grafikos programinė įranga veiktų efektyviau įvairiuose skaičiavimo įrenginiuose, įskaitant procesorius ir GPU.Paskola „Istockphoto“ vaizdus redagavo „MIT News“ Diagramos,...

Naujų atradimų apie milijardus mikrobų pavertimą mūsų kūnu pavertimas įvairiomis ligomis

Įvairūs MIT tyrėjai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia žmogaus kūnu įvairiausių ligų gydymu. Įvairūs mokslininkai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia kūnu įvairiausių ligų...

MIT neurologai nustato hipokampo smegenų sąsają, koduojančią įvykių laiką

MIT neuromokslininkai nustatė, kad hipokampo CA2 regione esančios piramidinės ląstelės (žalios) yra atsakingos už kritinės informacijos saugojimą. Kreditas: „Tonegawa Lab“, redagavo „MIT News“ Išvados...

Vibruojančių molekulių naudojimas medžiagos bangų savybėms tirti

HD + molekuliniai jonai (geltonos ir raudonos taškų poros) jonų gaudyklėje (pilka) yra apšvitinti lazerio banga (raudona). Tai sukelia kvantinį šuolį pakeistų molekulių joninės...

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Newsletter

Subscribe to stay updated.