Dviejų krypčių judėjimas skatina DNR kilpos formavimąsi

Dviejų krypčių judėjimas skatina DNR kilpos formavimąsi

Delfto, Vienos ir Lozanos mokslininkai atrado, kad baltymų mašinos, formuojančios mūsų DNR, gali keisti kryptį. Iki šiol mokslininkai manė, kad šie vadinamieji SMC varikliai, kurie sukuria kilpas DNR, gali judėti tik viena kryptimi. Atradimas, kuris bus paskelbtas mląstelėyra labai svarbus norint suprasti, kaip šie varikliai formuoja mūsų genomą ir reguliuoja mūsų genus.

Sujunkite DNR

"Kartais ląstelė turi greitai pakeisti, kurie genai turi būti išreikšti, o kurie turėtų būti išjungti, pavyzdžiui, reaguojant į maistą, alkoholį ar šilumą. Kad išjungtų genus, ląstelės naudoja struktūrinę chromosomų (SMC) variklių priežiūrą, kuri elgiasi kaip jungikliai, jungiantys skirtingas DNR dalis", - aiškina pirmasis autorius Romanas Barthas.

Tačiau SMC mašinos nežino, kurias dalis prijungti. Jie tiesiog užkrauna kur nors DNR ir pradeda ją sukti, kol ji pasiekia tašką, kuriame ji yra priversta sustoti. Todėl jie labai pasikliauja gebėjimu ištirti abi DNR puses, kad surastų tinkamus sustojimo ženklus. “

Romanas Barthas, Delfto technologijos universitetas

Pavarų dėžė

Delfto technologijos universiteto technologijų biofizikai dabar nustatė, kad SMC varikliai gali pakeisti kryptį, priešingai nei buvo manoma. "Mūsų eksperimentai rodo, kad SMC akimirksniu ištraukia DNR iš vienos pusės, o tada keičia kryptį, kad ištrauktų DNR iš priešingos pusės. Taip laikui bėgant jie gali ištraukti DNR iš abiejų pusių į kilpą. Mes nustatėme, kad tai galioja visų tipų SMC varikliams, kurių yra daug", - sako Delfto profesorius Ceesas Dekkeris, kuris prižiūrėjo tyrimą. "Galite tai padaryti naudodami vieną Palyginkite pavaras automobilyje: rankinė pavarų svirtis leidžia priversti automobilį judėti pirmyn arba atgal. Mes netgi nustatėme "pavarų svirtį", baltymų subvienetą NIPBL, rišančiame SMC variklio baltyme."

Įspūdinga nanotechnologija

Norėdami atrasti SMC variklių atvirkštinę pavarą, mokslininkai naudojo pažangų naminį mikroskopą, kad ištirtų atskirus baltymus atskirose DNR molekulėse. Tai pats savaime yra įspūdingas žygdarbis, kaip paaiškina Barthas: "Vienoje ląstelėje yra milijonai baltymų, o žmogaus kūnas susideda iš trilijonų ląstelių. Ištraukti kelis baltymus ir galimybė juos stebėti atskirai yra nanotechnologijos žygdarbis, apimantis nanometrų skalę – 100 000 mažesnių už žmogaus plauko plotį."

Neurodegeneracinės ligos

„Kai suprasime, kaip SMC molekuliniai varikliai formuoja DNR, galime paklausti, kas negerai sergant tokiomis ligomis kaip vėžys ir neurogeneracinės ligos, ir ypač kaip tai galima ištaisyti“, – sako Barthas. „Pavyzdžiui, neurogeneracinės ligos gali atsirasti dėl nereguliuojamų genų ankstyvosiose nėštumo stadijose embriono ląstelėse.

Mokslas veikia

Tyrimas pagaliau išsprendžia mokslo bendruomenės painiavą dėl įvairių prieštaringų teorijų apie tai, kaip veikia SMC. Ankstyvieji tyrimai parodė, kad SMC gali judėti griežtai viena kryptimi, o kiti tyrimai parodė, kad jie vienu metu pritraukė DNR iš abiejų pusių. Šis atradimas išsprendžia šiuos ginčus. Barthas: Radus bendrumų tarp SMC variklių, tai padeda sutelkti ir optimizuoti SMC tyrimų sritį. Mums nebereikia ieškoti naujo mechanizmo kiekvienam atskiram SMC baltymui. Tai taip pat paspartins sritį link taikomojo mokslo. I. Džiaugiuosi, kad šios žinios sklinda į farmacijos įmones, ligonines, galiausiai ir į gydytojų kabinetus. “

Šaltiniai: