В ДНК человека обнаружили загадочные структуры - новое открытие
ДНК принято представлять в виде двойной спирали, но молекула способна формировать и более необычные структуры. Исследователи впервые получили прямые биохимические свидетельства того, что в плазме крови человека присутствуют сложные соединения, известные как G-квадруплексы.
Об этом сообщает портал ScienceAlert.
Исследователи изучали G-квадруплексы, или G4, представляющие собой компактные четырехцепочечные структуры нуклеиновых кислот. Их формирование связано с гуанином - одной из четырех основных "букв" генетического кода. Четыре таких основания способны объединяться в квадратоподобную конструкцию, после чего отдельные структуры могут соединяться между собой.
Ранее G4 удавалось находить непосредственно внутри клеток. В новой работе ученые заявили, что выявили такие структуры и в генетическом материале, выделенном непосредственно из плазмы человеческой крови.
В кровотоке постоянно присутствуют небольшие фрагменты нуклеиновых кислот, которые, среди прочего, появляются после разрушения и гибели клеток. До сих пор при их изучении основное внимание уделялось последовательности ДНК, длине фрагментов и их происхождению. Авторы новой работы предполагают, что дополнительный биологический смысл может быть связан также с пространственной формой этих молекул.
Чтобы выявить G4 и не повредить их в процессе подготовки образцов, исследователи отказались от нагревания и традиционных процедур экстракции, применив более щадящую обработку. Само наличие структур проверяли двумя независимыми методами: с помощью антитела, способного распознавать G4, и специального флуоресцентного соединения, которое начинает светиться при связывании с ними. Оба подхода зафиксировали соответствующий сигнал.
Однако результаты пока не позволяют определить, относятся обнаруженные структуры к ДНК или РНК. Обе разновидности нуклеиновых кислот способны формировать G-квадруплексы, а использованные в эксперименте методы реагируют непосредственно на их форму, а не на исходную молекулу.
Следующим этапом ученые намерены отдельно обрабатывать образцы ферментами, разрушающими ДНК или РНК. Это должно помочь установить происхождение G4. Кроме того, исследователям предстоит выяснить, из каких тканей поступают эти молекулы в кровоток и при каких условиях они переходят в четырехцепочечное состояние.
Открытие может оказаться полезным для онкологических исследований: G4 связаны с регуляцией генов и чаще встречаются при некоторых опухолях, поэтому их анализ в крови потенциально может дать сведения о раке. Однако ученые подчеркивают, что использовать метод для диагностики пока рано.
Ранее "Курсор" писал, что применив методы искусственного интеллекта, исследователи смогли определить особенности участка ДНК, который контролирует включение генов. Полученные данные могут расширить представления о механизмах развития различных заболеваний и помочь прогнозировать последствия изменений в генетическом коде.
