Схема формування «вузлика» на ланцюжку ДНК.
Можливо, підручники з біології доведеться переписати. Група вчених вперше виявила всередині живої клітини людського організму ділянку ДНК, що нагадує чотирижитловий вузол, а не відому нам усім зі школи подвійну спіраль.
Раніше такі «вузлики», що отримали назву i-мотиви, спостерігалися тільки в лабораторних умовах. Однак деякі дослідники підозрювали, що вони зустрічаються і в живих клітинах. Нова робота продемонструвала, що в клітинах людського тіла i-мотиви не просто зустрічаються - вони поширені досить широко.
"Наявні у нас зображення вказують на те, що це нормально, - розповідає Марсель Дінджер (Marcel Dinger), молекулярний біолог з Інституту медичних досліджень Гарвана (Garvan Institute of Medical Research) у Сіднеї, Австралія. Дінджер курирував нове дослідження. Цілком ймовірно, що геноми всіх клітин нашого тіла утворюють i-мотиви в певні моменти часу ".
Результати роботи опубліковані у виданні Nature Chemistry.
Роль i-мотивів поки не зрозуміла. Можливо, вони допомагають організму керувати «включенням» і «вимиканням» певних генів, запускаючи або зупиняючи синтез відповідних білків.
Чотирижиттєві i-мотиви формуються тільки на невеликих ділянках геному, вони утворюють щось на зразок «вузликів» на поверхні добре знайомої нам за шкільними підручниками гладкої спіралевидної структури. Крім того, не кожен фрагмент ДНК може «зав'язатися» в такий «вузол» - для цього потрібна особлива послідовність нуклеотидів.
I-мотиви були відкриті на початку 1990-х, але перші експерименти в цій області показали, що ДНК здатна «зав'язуватися вузлом» тільки в кислому середовищі. Всередині живої клітини кислотності такого рівня бути не може, тому виявлення i-мотивів викликало вельми помірний інтерес з боку медиків і біологів. Знахідку віднесли до цікавих унікальних феноменів і забули.
Однак пізніші дослідження внесли поправки в теорію. Виявилося, наприклад, що i-мотиви можуть утворюватися і без присутності кислоти, в ситуаціях, коли ДНК стає занадто «тісно». Оскільки клітинне ядро - щільно заповнений органоїд, вчені припустили, що i-мотиви здатні формуватися і в природному середовищі.
Взявши специфічні антитіла і модифікувавши їх таким чином, щоб вони почали флуоресціювати в присутності i-мотивів, автори нового дослідження почали пошук в ядрі живої клітини. Виявилося, що «вузлики» в ньому дійсно присутні, правда, не постійно. I-мотиви виявилися здатними «зав'язуватися» і «розв'язуватися» залежно від кислотності навколишнього середовища.
Крім того, виявилося, що «вузлики» зазвичай утворюються не в самих генах, а на ділянках ДНК, званих промоторами. Саме ці ділянки відповідальні за активацію генів.
Можливо, що i-мотиви здатні грати роль перемикачів. Наприклад, певні умови змінюють кислотність всередині клітини, стимулюючи тим самим утворення «вузлика», він же, в свою чергу, запускає або вимикає відповідний ген. Втім, поки невідомо, як працює цей перемикач (коли він переводиться в стан «вкл», а коли - «викл»). Більше того, невідомо, чи працює він взагалі - цілком ймовірно, що i-мотиви насправді не відіграють ніякої ролі в управлінні експресією генів. Щоб з'ясувати це, потрібні додаткові дослідження.