Не двойная спираль, а скрученный узел: ученые впервые нашли новую форму ДНК в человеческих клетках

Исследователи из Института Гарвана в Австралии впервые нашли в живых клетках новый тип структуры ДНК — в виде скрученного узла. Результаты исследования опубликованы в научном издании Science Alert.

В 1953 году ученые Розалинд Франклин, Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик впервые предложили структуру двойной спирали ДНК. Их открытие стало основой для современной молекулярной биологии. Позже предложенная исследователями модель строения ДНК была доказана, а их работа отмечена Нобелевской премией по медицине 1962 года. Именно благодаря пониманию формы двойной спирали ДНК ученые смогли начать распутывать многие тайны генетического кода. Но недавно стало известно, что двойная спираль — не единственная форма ДНК.

Ранее в некоторых исследованиях предполагалось существование ДНК в запутанной форме, обозначенной как “скрученный узел”. Ученые назвали ее i-motif, но никогда не фиксировали в живых клетках вне пробирки. Австралийские исследователи обнаружили, что такая структура у живых организмов не только существует, но и довольно распространена.

По описанию, структура i-motif действительно похожа на “узел” из четырех нитей. Отмечается, что эти нити соединены не так, как в известной двойной спирали. Четыре вида азотистых оснований (аденин, гуанин, тимин, цитозин), которые обычно обозначают просто буквами A, C, T и G, сложены друг над другом в сочетаниях: A — T, С — G. Как подчеркивают ученые, данная вариация играет важную роль в синтезе белка.

Кроме того, исследователи из Института Гарвана разработали антитело, которое позволило “вынюхивать” i-motif в геноме и идентифицировать их, маркируя иммунофлуоресцентным свечением. Это позволило ученым увидеть, как часто и где появляются эти узлы ДНК. Они обнаружили, что i-motif могут складываться и разворачиваться в зависимости от кислотности их окружения и являются своего рода переключателем, который регулирует экспрессию генов.

Исследователям предстоит провести несколько дополнительных экспериментов, чтобы выяснить функции подобных узлов. Пока ученые предположили, что узлы могут помочь включить или отключить отдельные гены и повлиять на то, активно читается ген или нет.