Wissenschaftler haben eine neue DNA-Struktur in menschlichen Zellen bestätigt!
Es ist nicht nur die Doppelhelix!
PETER DOCKRILL 23. April 2018 / Übersetzung grob geprüft von max
[Anmerkung von max: Wir wissen was das bedeutet, oder? ;-)) ]
Zum ersten Mal haben Wissenschaftler die Existenz einer neuen DNA-Struktur identifiziert, die in lebenden Zellen noch nie zuvor gesehen wurde.
Die Entdeckung eines "verdrehten Knotens" aus DNA in lebenden Zellen bestätigt, dass unser komplexer genetischer Code mit komplizierterer Symmetrie konstruiert ist als nur die Doppelhelix-Struktur, die jeder mit DNA assoziiert - und die Formen dieser molekularen Varianten beeinflussen, wie unsere Biologie funktioniert .
"Wenn die meisten von uns an DNA denken, denken wir an die Doppelhelix", sagt der Antikörper-Therapeutik-Forscher Daniel Christ vom Garvan-Institut für medizinische Forschung in Australien.
"Diese neue Forschung erinnert uns daran, dass völlig unterschiedliche DNA-Strukturen existieren - und könnte für unsere Zellen wichtig sein."
Die neue DNA-Komponente, die das Team identifiziert hat, wird als interkalierte Motivstruktur (i-Motiv) bezeichnet, die erstmals in den 1990er Jahren von Forschern entdeckt wurde, aber bisher nur in vitro und nicht in lebenden Zellen beobachtet wurde.
Dank des Teams von Christ wissen wir, dass das i-Motiv natürlicherweise in menschlichen Zellen vorkommt. Die Bedeutung der Struktur für die Zellbiologie, die zuvor nur im Labor in Frage gestellt wurde, erfordert neue Aufmerksamkeit seitens der Forscher.
Wenn Ihre einzige Vertrautheit mit DNA-Formen die Doppelhelix-Spiralen sind, die durch Watson und Crick berühmt wurden, könnte die Konfiguration des interkalierten Motivs eine Überraschung sein.
"Das i-Motiv ist ein viersträngiger" Knoten "der DNA", erklärt der Genomiker Marcel Dinger, der die Forschung gemeinsam leitete.
"In der Knotenstruktur binden C [Cytosin] Buchstaben auf dem gleichen DNA-Strang aneinander - also ist dies sehr verschieden von einer Doppelhelix, wo sich 'Buchstaben' an gegenüberliegenden Strängen gegenseitig erkennen, und wo Cs an Gs bindet [ Guaninen]. "
Nach Garvans Mahdi Zeraati, dem ersten Autor der neuen Studie, ist das i-Motiv nur eines von mehreren DNA-Strukturen, die nicht die Doppelhelix-Form annehmen - einschließlich A-DNA, Z-DNA, Triplex-DNA und Cruciform DNA - und das könnte auch in unseren Zellen existieren.
Eine andere Art von DNA-Struktur, die sogenannte G-Quadruplex (G4) -DNA, wurde erstmals von Forschern in menschlichen Zellen im Jahr 2013 visualisiert, die einen manipulierten Antikörper verwendeten, um das G4 in Zellen zu enthüllen.
In der neuen Studie verwendeten Zeraati und seine Kollegen die gleiche Technik und entwickelten ein Antikörperfragment (iMab genannt), das spezifisch i-Motive erkennen und an dieses binden konnte.
Dabei wurde der Ort der Immunfluoreszenz in der Zelle hervorgehoben.
"Was uns am meisten begeistert hat, war, dass wir die grünen Punkte - die i-Motive - mit der Zeit sehen und verschwinden lassen konnten, sodass wir wissen, dass sie sich bilden, auflösen und sich wieder bilden", sagt Zeraati.
Während noch viel darüber zu lernen ist, wie die i-Motiv-Struktur funktioniert, deuten die Befunde darauf hin, dass transiente i-Motive sich meist spät im "Lebenszyklus" einer Zelle bilden - spezifisch die späte G1-Phase genannt, wenn DNA aktiv "gelesen" wird. .
Die i-Motive tendieren auch dazu, in so genannten "Promotor" -Regionen - Bereichen der DNA, die kontrollieren, ob Gene ein- oder ausgeschaltet sind - und in Telomeren, genetischen Markern, die mit dem Altern assoziiert sind, aufzutreten.
"Wir denken, dass das Kommen und Gehen der i-Motive ein Hinweis darauf ist, was sie tun", sagt Zeraati.
"Es ist wahrscheinlich, dass sie dazu da sind, Gene ein- oder auszuschalten und zu beeinflussen, ob ein Gen aktiv gelesen wird oder nicht."
Jetzt, wo wir definitiv wissen, dass diese neue Form der DNA in Zellen existiert, wird es den Forschern ein Mandat geben, herauszufinden, was genau diese Strukturen in unserem Körper tun.
Wie Zeraati erklärt, könnten die Antworten sehr wichtig sein - nicht nur für das i-Motiv, sondern auch für A-DNA, Z-DNA, Triplex-DNA und kreuzförmige DNA.
"Diese alternativen DNA-Konformationen könnten für Proteine in der Zelle wichtig sein, um ihre verwandte DNA-Sequenz zu erkennen und ihre regulatorischen Funktionen auszuüben", erklärte Zeraati gegenüber ScienceAlert.
"Daher könnte die Bildung dieser Strukturen von äußerster Wichtigkeit sein, damit die Zelle normal funktioniert. Und jede Abweichung in diesen Strukturen könnte pathologische Konsequenzen haben."
Die Ergebnisse werden in der Nature Chemistry veröffentlicht.
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