65 лет назад, в 1953 году, Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон показали, что ДНК в виде двойной спирали, за что им была присуждена Нобелевская премия. Исследователи доказали, что ДНК, скрытая внутри клеток человека, состоит из двух полинуклеотидных цепей, обернутых вокруг одной и той же оси, но работающих в противоположных направлениях. Внутри них имеются основания нуклеотидных азота, состоящие из цитозина (C), гуанина (G), тимина (T) и аденина (A), которые объединяются в виде двух «нитей» (A соединяется с T a C с G) и решить, как функционирует наш организм.
Австралийские ученые из Медицинского института Гарвана смогли сделать еще один шаг и сделать еще одно удивительное открытие в области генетики.
i-motif (интеркалированный мотив): новая форма ДНК
Хотя i-motif или четырехцепочечный «скрученный узел» наблюдался уже в 1990 году, его существование подтвердилось только в лаборатории, за исключением живого организма (in vitro). Австралийцы первыми в мире доказали, что новая структура ДНК человека также наблюдается на живых клетках (in vivo), что подтверждает, что это также важно с биологической точки зрения (ранее считалось, что это не имеет значения).
Это открытие позволило им разработать инновационный метод с использованием антитела, запрограммированного для соединения с i-motif и в дополнение к наблюдению флуоресценции.
Оказывается, что в ДНК есть другие, чем известные формы двойной спирали, которые могут оказать значительное влияние на функционирование всего организма. Как объяснил проф. Даниэль Христос, один из соавторов необычного открытия, описанный на страницах «Nature Chemistry»:
Когда мы думаем о ДНК, большинство из нас представляет двойную спираль, но есть совершенно разные формы. Один из них — четырехнитевый узел i-motif. В своей структуре цитозина (C) они объединяются по одной и той же цепи, поэтому здесь происходит совершенно иное явление, чем в случае двойной спирали, где цитозин (C) объединяется с гуанином (G), то есть элементы из противоположных нитей распознают друг друга.
Как работает i-motif? Почему так трудно увидеть это в ДНК?
фото: Институт медицинских исследований Гарвана
Название I-motif (интеркалированный мотив) является аббревиатурой, относящейся к феномену интеркаляции, приводящей к деформации в ДНК (видимой в виде характерного «растяжения») и рисунку, мотиву или схеме о том, как это происходит (с английского motif). Во время исследования австралийцы определили, что вновь открытая структура способна как сформировать себя, так и исчезнуть спонтанно. Наверное, из-за этого ее так трудно было идентифицировать. На этот раз он появляется, а в другое время … он исчезает!
Используя флуоресценцию в сочетании с ДНК антител, австралийцы заметили, что i-motif (светящийся зеленым) иногда образуется сам, а в других случаях спонтанно распадается. До сих пор не удалось точно объяснить, почему это происходит. Однако это может быть важным ключом к пониманию роли, которую он играет в нашем теле.
Есть много признаков того, что i-motif может в определенной степени отвечать за активацию отдельных генов, то есть буквально «включать» или «выключать» некоторые из них. Эта структура также может влиять на теломеры, которые непосредственно связаны со старением клеток в нашем организме. Исследователи не исключают, что углубление знаний по этой теме может помочь человечеству узнать больше о процессе старения организма, а также о причинах различных сложных заболеваний, в том числе рак.
