„Nasul” chimic inovator miroase diferențele critice în structurile ADN

Ilustrația „nasului” chimic care se simte ca o structură G-patru. Credit: Richard Hooley / UCR

Inovația în detectare poate îmbunătăți dezvoltarea medicamentelor și cercetarea cancerului.

Modificări minore în structura ADN au fost implicați în cancerul de sân și alte boli, dar au fost extrem de greu de detectat – până acum.

Folosind ceea ce ei descriu ca „nas chimic”, chimiștii UC Riverside sunt capabili să „miroasă” atunci când bucăți de ADN sunt pliate în moduri neobișnuite. Munca lor privind proiectarea și demonstrarea acestui sistem a fost publicată în jurnal Chimia naturală.

“Dacă o secvență de ADN este pliată, aceasta poate preveni transcrierea unei gene asociate cu acea bucată specială de ADN”, a spus autorul studiului și profesor de chimie UCR Wenwan Zhong. Cu alte cuvinte, poate avea un efect pozitiv prin reducerea la tăcere a unei gene cu potențialul de a provoca cancer sau de a declanșa tumori.

În schimb, plierea ADN-ului poate avea și un efect negativ.

„Pliurile ADN pot să nu permită producerea de proteine ​​virale pentru a minimiza răspunsul imun”, a spus Zhong.

Studiul modului în care aceste pliuri pot afecta ființele vii, fie că sunt pozitive sau negative, necesită mai întâi oamenii de știință să le detecteze prezența. Pentru a face acest lucru, profesorul de chimie organică UCR Richard Hooley și colegii săi au modificat un concept care a fost folosit anterior pentru a înțelege alte lucruri, cum ar fi ingredientele chimice din diferite podgorii de vin.

Substanțele chimice din sistem pot fi proiectate pentru a căuta aproape orice tip de moleculă țintă. Cu toate acestea, modul în care „nasul” este utilizat în mod obișnuit, nu poate detecta ADN-ul. Numai după ce grupul lui Hooley a adăugat ingrediente suplimentare, non-standard, nasul și-a putut mirosi ținta ADN.

„Oamenii detectează mirosurile prin inhalarea aerului care conține molecule aromatice care se leagă de mai mulți receptori din interiorul nasului”, a explicat Hooley. “Sistemul nostru este comparabil, deoarece avem o mulțime de receptori capabili să interacționeze cu pliurile ADN pe care le căutăm.”

Sensul G pătratic

Ilustrarea sistemului care răspunde la detectarea G-cvadruplă. Credit: Richard Hooley / UCR

Duza chimică este alcătuită din trei părți: moleculele gazdă, moleculele fluorescente invitate și ADN-ul, care este ținta. Când sunt prezente faldurile dorite, oaspetele strălucește, avertizând oamenii de știință de prezența lor într-un eșantion.

ADN-ul este alcătuit din patru acizi nucleici: guanină, adenină, citozină și timină. De cele mai multe ori, acești acizi formează o structură elicoidală dublă care seamănă cu o scară. Regiunile bogate în guanină uneori se pliază într-un mod diferit, creând ceea ce se numește un patrulater G.

Părți ale genomului care alcătuiesc aceste patru structuri sunt extrem de complexe, deși cercetătorii UC Riverside au descoperit că se știe că pliurile lor reglează expresia genelor și joacă un rol cheie în menținerea sănătății celulelor.

Pentru acest experiment, cercetătorii au dorit să demonstreze că pot detecta un tip specific cvadruplu format din patru guanine. Procedând astfel, Zhong a declarat că echipa de cercetare va încerca să își bazeze succesul.

„Acum credem că putem face mai mult”, a spus ea. “Există alte structuri tridimensionale în ADN și vrem să le înțelegem și noi”.

Cercetătorii vor examina modul în care forțele care dăunează ADN-ului afectează modurile de pliere. De asemenea, vor studia ARN se pliază deoarece ARN îndeplinește funcții importante într-o celulă.

“ARN are structuri chiar mai complexe decât ADN-ul și este mai dificil de analizat, dar înțelegerea structurii sale are un potențial mare pentru cercetarea bolilor”, a spus Zhong.

Referințe: „Discriminarea selectivă și clasificarea structurilor G-Patru cu un grup de oaspeți ai sensului” de Junyi Chen, Briana L. Hickey, Linlin Wang, Jiwon Lee, Adam D. Gill, Alessia Favero, Roberta Pinalli, Enrico Dalcanale, Richard J Hooley și Wenwan Zhong, 1 aprilie 2021, Chimia naturală.
DOI: 10.1038 / s41557-021-00647-9

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.