La ce bun ADN-ul cu patru catene?

Nu există nicio garanție că cercetătorii care detectează helixul ADN din corpul uman (care se întâmplă să fie și la Universitatea Cambridge) vor primi premiul Nobel peste nouă ani, dar se pare că acest rezultat ar putea fi o descoperire în cancer medicină - rezultatul semnificativ a fost publicat în cel mai recent număr al Nature Chemistry.

În experimentele de laborator, a fost deja posibil să se producă în mod artificial o spirală de ADN cu patru catene. Structura ADN-ului cu secțiune transversală pătrată a fost creată prin plierea firelor sintetice de ADN bogate în guanină (una dintre cele patru baze care alcătuiesc ADN - adenină, timină, citozină, guanină).

Acest așa-numit G-Quartet a părut până acum mai mult o ciudățenie decât un rezultat care poate fi folosit în știință. Cu toate acestea, situația se poate schimba odată cu descoperirea scrisă în Nature Chemistry.

Cercetătorii de la Institutul de Chimie al Universității din Cambridge, conduși de profesorul Shankar Balasubramian, au petrecut aproape un deceniu căutând o spirală cvadruplă în mediul de viață, care a fost în cele din urmă găsită în celulele tumorale umane folosind anticorpi fluorescenți, potrivit site-ului științific ScienceDaily, care împărtășește studiul cu alte surse de știri. În munca lor, ei au dovedit că helixul quadrupolar se formează în părți ale ADN-ului în care există o mulțime de guanină - motiv pentru care structura a fost botezată G-quartet. În plus, cercetătorii au arătat în mod clar o corelație între concentrația helicilor quadrupolari și replicarea ADN-ului, adică dublarea materialului genetic înainte de divizare.

„Cantitatea de cvartet G este relativ constantă în celule, cu o creștere substanțială observată doar în faza de replicare”, a citat MTI Giulia Biffit, autorul principal al studiului. Cercetătorul a subliniat, de asemenea, că dublarea ADN-ului, care este accelerată de oncogene, crește și frecvența formării structurii cvartetului. (O oncogenă este o genă care stimulează celulele să devină celule tumorale.) Este de conceput, deși acest lucru nu a fost încă studiat, că dacă ADN-ul cvartet poate fi „prins” cu molecule sintetice, acesta poate opri diviziunea celulară incontrolabilă. În contrast, genele „superactive” cu conținut mai mare de ADN-G s-au dovedit a fi mai vulnerabile la influențele externe, dar semnificația acestui lucru va fi elucidată în studii ulterioare.

Potrivit lui Lajos Haracska, consilier științific la Institutul de Genetică al Centrului Biologic Szeged al Academiei Maghiare de Științe, ADN-ul cu patru cateni era deja cunoscut in vitro, adică în afara organismelor vii, și a fost pregătit și testat anterior de un număr mare a laboratoarelor de biologie moleculară. S-a dovedit deja că există in vivo, adică într-un mediu de viață, dar nu am avut mijloacele de a-i studia proprietățile în astfel de condiții. Mai degrabă, noutatea articolului este că pentru prima dată a fost dezvoltat un anticorp specific împotriva ADN-ului G, care poate fi utilizat pentru a monitoriza cu ușurință formarea și funcția ADN-ului G in vivo.

Mulți oameni sunt interesați de ce ADN-ul cvartetului poate fi utilizat cu succes în medicina cancerului. Potrivit lui Lajos Haracska, acest lucru se explică prin faptul că celulele canceroase își petrec o parte semnificativă a timpului în așa-numita fază S (o fază sintetică în care ADN-ul este dublat), deoarece se împart constant. Medicamentele în faza S sunt, prin urmare, mai selective pentru celulele canceroase decât pentru celulele sănătoase inactive și care împart mai rar. Agenții care dăunează ADN-ului obișnuiți în medicina împotriva cancerului inhibă cu exactitate duplicarea ADN-ului care are loc în faza S a ciclului celular - ADN-G este prezent în principal în cantități mari în faza S. Întrucât s-a găsit deja o moleculă care se leagă în mod specific de ADN-G, poate exista într-adevăr o rațiune de a fi pentru cercetarea medicamentelor care vizează ADN-ul G și doar îl deteriorează. Cu toate acestea, cercetătorul Szeged consideră că aceasta este o posibilitate teoretică, este prea devreme pentru a vorbi despre o descoperire în terapia cancerului.