Egzotyczne kwadrupleksy DNA związane z rzadką chorobą genetyczną
Naukowcy odkryli, że czteroniciowe DNA (tzw. G-kwadrupleks) odgrywa ważną rolę w rozwoju rzadkiej choroby genetycznej - zespołu Cockayne’a. Zrozumienie mechanizmów tego zjawiska może powiedzieć nam więcej o procesie starzenia.
Zespół Cockayne’a (CS) to choroba genetyczna, spowodowana defektem molekularnym upośledzającym mechanizm naprawy DNA. Osoby cierpiące na zespół Cockayne’a są wyjątkowo wrażliwe na światło słoneczne i mutageny. Choroba objawia się stopniowym zahamowaniem wzrostu (już w okresie niemowlęcym), nieprawidłowymi proporcjami ciała, starczym wyglądem twarzy, głuchotą i zaburzeniami neurologicznymi (podobny do progerii).
Nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Molecular Science Research Hub w Imperial College London pokazują, jak unikalna forma czteroniciowego DNA (G-kwadrupleks) wchodzi w interakcję z genem, który wywołuje CS.
Skąd się biorą czteroniciowe DNA?
Białko zwane Zespołem Cockayne'a B (CSB) oddziałuje ze specyficznym rodzajem G-kwadrupleksu DNA. Cząsteczki te powstają, gdy odległe fragmenty DNA oddziałują ze sobą. Przez długi czas wydawało się, że jest to niemożliwe do zaistnienia w organizmach żywych.
- Bogate w guaninę DNA może składać się w struktury wtórne znane jako G-kwadrupleksy (G4). Te mogą tworzyć się z pojedynczej nici DNA (wewnątrzcząsteczkowe) lub z wielu nici DNA (międzycząsteczkowe), ale badania nad ich funkcjami biologicznymi były często ograniczone do wewnątrzcząsteczkowych G4, ze względu na niskie prawdopodobieństwo tworzenia się międzycząsteczkowych G4 w genomowym DNA - powiedział dr Marco Di Antonio z Imperial College London, główny autor badań.
Naukowcy odkryli, że zmutowana forma CSB, która powoduje CS, przyciąga się do G-kwadrupleksów, które łączą odległe fragmenty DNA. Dalsze badania zmutowanego genu CSB mogą ujawnić specyficzną biologiczną funkcję tych niezwykłych struktur DNA.
- Nasze genomowe DNA ma ponad dwa metry długości, ale jest ściśnięte w przestrzeni o średnicy zaledwie kilku mikronów. Nie powinno być zatem niespodzianką, że istnieją sposoby, w jakie zapętlone struktury dalekiego zasięgu są wykorzystywane do kompresji DNA w bardziej złożonych interakcjach, niż sobie wyobrażaliśmy. Wciąż wiemy niewiele o DNA, ale nasze wyniki pokazują, że to jak i gdzie tworzą się struktury G-kwadrupleksowe wpływa na ich funkcję, czyniąc je ważniejszymi biologicznie niż wcześniej sądzono - dodał dr Marco Di Antonio.
Obecnie nie ma lekarstwa na zespół Cockayne'a. Dzięki dalszym badaniom nad interakcją G-kwadrupleksów i genu odpowiedzialnego za zespół Cockayne'a możemy poznać szczegóły, które pozwolą odkryć narzędzia terapeutyczne do walki z chorobą.
