Ανακαλύφθηκε νέα δομή του DNA!

Για πρώτη φορά στα ιατρικά χρονικά, ερευνητές εντόπισαν μία νέα δομή του DNA, που ονομάζεται i-motif μέσα σε ανθρώπινα κύτταρα.

Αν και οι ερευνητές είχαν δει και παλαιότερα το i-motif και το έχουν μελετήσει λεπτομερώς, μέχρι πρότινος το είχαν δει μόνο in vitro – δηλαδή, υπό τεχνητές συνθήκες στο εργαστήριο, και όχι «ζωντανά» μέσα σε κύτταρα. Στην πραγματικότητα, οι επιστήμονες στον τομέα επί χρόνια διαφωνούσαν αν οι το i-motif θα υπάρχει μέσα στα ζωντανά πράγματα – ένα ζήτημα που πλέον επιλύεται από τα νέα ευρήματα. Τα ευρήματα από το Ινστιτούτο Ιατρικών Ερευνών Garvan (https://www.garvan.org.au) της Αυστραλίας δημοσιεύονται σήμερα στο περιοδικό Nature Chemistry (https://goo.gl/3jno3Y).

Βαθιά μέσα στα κύτταρα στο σώμα μας βρίσκεται το DNA μας. Οι πληροφορίες στον κώδικα του DNA μας – 6 δισεκατομμύρια συνδυασμοί των γραμμάτων A, C, G και T – παρέχουν ακριβείς οδηγίες για τον τρόπο, με τον οποίο κατασκευάζεται ο ανθρώπινος οργανισμός και πώς λειτουργεί. Το εμβληματικό σχήμα της διπλής έλικας του DNA έχει εξάψει τη φαντασία μας από το 1953, όταν οι James Watson και Francis Crick αποκάλυψαν την δομή του DNA.

Ωστόσο, είναι πλέον γνωστό ότι σύντομα τμήματα DNA μπορεί να υπάρχουν και σε άλλα σχήματα, τουλάχιστον στο εργαστήριο – και οι επιστήμονες υποψιάζονται ότι αυτά τα διαφορετικά σχήματα μπορεί να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στο πώς και πότε διαβάζεται ο κώδικας DNA. Το νέο σχήμα που ανακάλυψαν φαίνεται εντελώς διαφορετικό από τη γνωστή, διπλή έλικα του DNA.

«Όταν οι περισσότεροι σκεφτόμαστε το DNA, σκεφτόμαστε τη διπλή έλικα. Η νέα έρευνα μας θυμίζει ότι υπάρχουν εντελώς διαφορετικές δομές DNA – και θα μπορούσαν να είναι σημαντικές για τα κύτταρα μας», λέει ο αναπληρωτής καθηγητής Daniel Christ, επικεφαλής του Antibody Therapeutics Lab, Garvan και της έρευνας.

«Το i-motif είναι ένας τετράπλευρος κόμβος DNA», λέει ο αναπληρωτής καθηγητής Marcel Dinger, επικεφαλής του Κέντρου Κλινικής Γονιδιωματικής του Kinghorn, Garvan. «Στη δομή των κόμβων, τα γράμματα C του ίδιου σκέλους του DNA συνδέονται μεταξύ τους – έτσι αυτό είναι πολύ διαφορετικό από μια διπλή έλικα, όπου τα γράμματα σε αντίθετα σκέλη αναγνωρίζουν ο ένας τον άλλον και όπου τα C δεσμεύονται στα G».

Για να ανιχνεύσουν το i-motif μέσα στα κύτταρα, οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο, ακριβές εργαλείο – ένα θραύσμα μορίου αντισώματος – το οποίο θα μπορούσε ειδικά να αναγνωρίσει και να συνδεθεί με i-motif. Μέχρι τώρα, η έλλειψη ενός ειδικού αντισώματος δεν είχε επιτρέψει την κατανόηση του ρόλου τους.

Με το νέο εργαλείο, οι ερευνητές αποκάλυψαν τη θέση των i-motifs σε μια σειρά ανθρώπινων κυτταρικών σειρών. Χρησιμοποιώντας τεχνικές φθορισμού για τον εντοπισμό όπου εντοπίστηκαν τα i-motifs, εντοπίστηκαν πολλές θέσεις πράσινου χρώματος μέσα στον πυρήνα, οι οποίες υποδεικνύουν τη θέση τους.

Ακόμη, οι ερευνητές βρήκαν ότι τα i-motifs εμφανίζονται και εξαφανίζονται με την πάροδο του χρόνου. Μάλιστα, διαπίστωσαν ότι εμφανίζονται σε ορισμένες περιοχές του DNA που ελέγχουν αν τα γονίδια είναι ενεργοποιημένα ή απενεργοποιημένα και σε τελομερή, δηλαδή, «τμήματα» χρωμοσωμάτων, που είναι σημαντικά στη διαδικασία γήρανσης.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η πρόοδος και η εξέλιξη των i-motifs είναι μια ένδειξη για το τι κάνουν. Είναι πιθανό ότι είναι εκεί για να βοηθήσουν να αλλάξουν τα γονίδια και να τα επηρεάσουν ή να επηρεάσουν εάν ένα γονίδιο είναι προσβάσιμο ή όχι. Το ερώτημα είναι αν αυτό το νέο σχήμα DNA θα έχει αντίκτυπο στην υγεία και τις ασθένειες.