Nova kemična sonda omogoča znanstvenikom, da vidijo štiriverižno DNK »na delu«: pri interakciji z molekulami v živih človeških celicah. Razkrivajo tudi njeno vlogo v celičnih procesih.
Namesto običajne dvojne četvorna vijačnica DNK
DNK običajno tvori klasično obliko dvojne vijačnice. Čeprav v epruvetah lahko tvori tudi drugačen oblike, jih je v resničnih živih celicah malo. Vendar pa v zadnjem času opažajo, da se v človeških celicah naravno tvori tudi DNK v obliki četvorne vijačnice, znana kot G-kvadrupleks. Nature Communications poroča, da je skupina znanstvenikov Imperial College London ustvarila nove sonde, s katerimi lahko opazujejo, kako G-kvadrupleksi delujejo z drugimi molekulami v živih celicah.
Več G-kvadrupleksov v rakavih celicah
G-kvadruplekse najdemo v višjih koncentracijah v rakavih celicah, zato naj bi imeli vlogo pri bolezni. Sonde razkrivajo, kako se G-kvadrupleksi “odvijejo” z določenimi beljakovinami, prav tako pa lahko pomagajo prepoznati molekule, ki se vežejo na G-kvadruplekse, kar vodi do potencialnih novih tarč za zdravil, ki bi zmotila njihovo aktivnost.
Pomembna vloga v mnogih procesih
Eden vodilnih avtorjev objav Ben Lewis z oddelka za kemijo pri Imperial College London je povedal: “G-kvadrupleksi imajo pomembno vlogo v najrazličnejših življenjsko pomembnih procesih in pri številnih boleznih, vendar je manjkajoči člen predstavljalo njeno opazovanje v živih celicah. G-kvadrupleksi so v celicah redki, kar je povzročalo velike težave pri njihovem specifičnem odkrivanju.«
Iskanje igle iz sena v kopici sena
Proces je pojasnil z iskanjem igle v kopici sena, pri čemer je tudi igla sama iz sena. Da bi rešili to težavo, so raziskovalci uporabili kemično sondo, imenovano DAOTA-M2. Njena lastnost je, da zasveti v prisotnosti G-kvadrupleksov, a namesto da bi spremljali intenzivnost fluorescence, so spremljali njeno trajanje. Gre za signal ni odvisen od koncentracije sonde ali G-kvadrupleksov, kar pomeni, da ga lahko uporabimo za nedvoumno vizualizacijo teh redkih molekul, pojasnjujejo.
Vloga helikaz pri odvijanju četvorne vijačnice
Skupina je s sondami DAOTA-M2 preučevala interakcijo G-kvadrupleksov z dvema beljakovinama helikaze – molekulama, ki “odvijeta” strukture DNA. Ugotovili so, da če je bila helikaza odstranjena, je bilo prisotnih več G-kvadrupleksov. To kaže, da imajo helikaze vlogo pri odvijanju spiral G-kvadrupleksov. Dr. Jean-Baptiste Vannier z londonskega Inštituta za medicinske vede MRC je dejal: “V preteklosti smo se morali zanašati na posredne znake učinka helikaz. Zdaj imamo na razpolago pogled neposredno v žive celice. “
Nova zdravila: molekule, ki se vežejo na G-kvadruplekse
Preučevali so tudi sposobnost drugih molekul za interakcijo z G-kvadrupleksi v živih celicah. Če se molekula, vnesena v celico, veže nanje, izpodrine kemično sondo DAOTA-M2 in ji skrajšala fluorescenco. To omogoča preučevanje interakcij znotraj jedra živih celic. Omogoča tudi razumevanje molekul, ki niso fluorescentne in jih ni mogoče videti pod mikroskopom.
Profesor Ramon Vilar z oddelka za kemijo pri Imperial College London je pojasnil: “Številne raziskovalce je zanimal potencial molekul, ki se vežejo na G-kvadruplekse – kot potencialnih novih zdravil za bolezni, kot je rak. Naša metoda bo pomagala pri razumevanju njihovega delovanja.«
Raziskavo v celoti najdete TUKAJ.
