Міжнародна група дослідників здійснила справжній прорив у галузі молекулярної біології, вперше в історії безпосередньо зафіксувавши процес з’єднання двох молекул ДНК між собою.
Тривалий час це фундаментальне явище залишалося загадкою для науки через базові закони фізики. Оскільки молекули ДНК мають негативний електричний заряд, об’єкти з однаковими зарядами зазвичай відштовхуються один від одного. З огляду на це можна було б очікувати, що молекули ДНК уникатимуть контакту. Проте всередині живих клітин ланцюги ДНК регулярно змушені вступати в тісний контакт і безпомилково розпізнавати комплементарні послідовності. Такі взаємодії є критично важливими для процесів генетичної рекомбінації, виправлення пошкоджень і регуляції роботи генів, а порушення цих механізмів часто пов’язане з розвитком різноманітних онкологічних захворювань.
Читайте також:
Виявився пумою. Дослідження ДНК переписало історію загадкового «американського гепарда» Завдяки використанню передових технологій високої роздільної здатності, зокрема потужної атомно-силової мікроскопії, дослідники змогли просканувати короткі фрагменти ДНК і побачити,
як вони вирівнюються з надзвичайною точністю — «борозенка в борозенку». Паралельно з цим складне комп’ютерне моделювання дозволило відстежити рух окремих атомів та іонів, що допомогло зрозуміти внутрішні сили, які забезпечують цей процес. З’ясувалося, що вирішальну роль відіграють двозарядні іони металів. Вони здатні розміщуватися в борозенках ДНК і діяти як крихітні молекулярні містки, взаємодіючи з обома нитками одночасно та утримуючи їх у стабільному положенні.
Це відкриття стало прямим експериментальним підтвердженням теоретичної концепції, відомої як модель «ДНК-блискавки», яку вчені запропонували ще близько двадцяти років тому. Тоді висувалося припущення, що іони солі навколо ДНК створюють специфічні схеми заряду, які допомагають сусіднім спіралям з’єднуватися подібно до застібки. Однак безпосереднє спостереження цього механізму досі залишалося дуже складним завданням.
Окрім самого процесу з’єднання, вчені виявили наявність так званих «гарячих точок» — окремих ділянок ДНК, де взаємодія відбувається значно міцніше й ефективніше. Визначення таких регіонів дозволить глибше зрозуміти, які саме ділянки геному стають вразливими, коли мутації порушують нормальну клітинну активність. У майбутньому ці знання можуть знайти застосування не лише в медицині, а й у біотехнологіях, де вчені зможуть програмувати специфічні властивості ДНК для створення індивідуальних наноструктур.
Детальні результати цього унікального дослідження були офіційно опубліковані в авторитетному науковому виданні Nucleic Acids Research.
Читайте також:
