Inovativní chemické „nosové“ čichání kritických rozdílů ve strukturách DNA

Popis chemického „nosu“, který detekuje strukturu G-kvadruplexu. Uznání: Richard Hooley / UCR

Změny vize mohou vést k vývoji léků a výzkumu rakoviny.

Drobné strukturální změny v DNA podílejí se na rakovině prsu a dalších onemocněních, ale je těžké je odhalit – až dosud.

Pomocí toho, co popisují jako „chemický nos“, byli chemici z UC Riverside schopni „ucítit“, když byly kousky DNA složeny neobvyklým způsobem. Jejich práce na návrhu a demonstraci tohoto systému byla publikována v časopise Chování v chování.

“Pokud se sekvence DNA znásobí, může to zabránit translaci genu spojeného s daným kouskem DNA,” uvedl autor studie a profesor chemie UCR Wenwan Zhong. „To znamená, že může mít pozitivní účinek umlčením genu, který má potenciál způsobit rakovinu nebo vyvinout nádory.“

Naopak replikace DNA může mít také nepříznivé účinky.

“DNA záhyby mohou zabránit produkci proteinů, aby se snížila reakce rezistence,” řekl Zhong.

Aby vědci mohli studovat, jak mohou tyto věznice pozitivně či negativně ovlivnit živé bytosti, musí nejprve zjistit jejich přítomnost. Za tímto účelem profesor organické chemie UCR Richard Hooley a jeho kolegové upravili koncept, který se dříve používal ke snímání dalších látek, jako jsou chemické přísady v různých vínech.

Chemikálie v systému mohou být navrženy tak, aby detekovaly téměř jakoukoli jinou cílovou molekulu. Způsob, jakým je „nos“ používán, je však běžný, nedetekuje DNA. Pouze jednou Hooleyova skupina přidala do cílové DNA další, nekonfliktní složky nosního zápachu.

“Lidé detekují pachy vdechováním vzduchu, který obsahuje molekuly pachu, které se vážou na mnoho receptorů uvnitř nosu,” vysvětluje Hooley. „Náš systém je srovnatelný, protože máme tolik receptorů, které mohou interagovat s DNA záhyby, které hledáme.“

G Quad Sensing

Popis systému detekce odezvy detekce G-quadruplex. Uznání: Richard Hooley / UCR

Nosní chemikálie se skládá ze tří složek: hostitelských molekul, fluorescenčních hostujících molekul a DNA, která je cílem. Pokud existují požadované záhyby, návštěvník září a informuje vědce o jejich přítomnosti ve vzorku.

DNA je tvořena čtyřmi nukleovými kyselinami: guaninem, adeninem, cytosinem a thyminem. Tyto kyseliny většinou tvoří strukturu dvojité šroubovice, která se podobá žebříku. Regiony bohaté na guanin se někdy skládají různými způsoby a vytvářejí takzvaný G-kvadruplex.

Části genomu, které tvoří tyto kvadruplexní struktury, jsou ještě složitější, ačkoli vědci z UC Riverside zjistili, že je známo, že jejich záhyby řídí expresi genů, a hrají důležitou roli při udržování zdravých buněk.

V rámci tohoto experimentu chtěli vědci ukázat, že dokážou detekovat specifický typ kvadruplexu složeného ze čtyř guaninů. Zhong řekl, že výzkumný tým se pokusí navázat na svůj úspěch.

“Nyní si myslíme, že dokážeme víc,” řekl. „V DNA jsou další trojrozměrné struktury a my tomu také chceme porozumět.“

Vědci prozkoumají, jak síly poškozující DNA ovlivňují způsoby, jakými jsou využívány. Budou také studovat RNA násobení, protože RNA vykonává základní funkce v buňce.

“RNA má složitější struktury než DNA a je mnohem těžší ji analyzovat, ale pochopení její struktury má velký potenciál pro výzkum nemocí,” řekl Zhong.

Odkaz: „Vybraná diskriminace a klasifikace struktur G-kvadruplexu se snímacím polem host-host“, autor: Junyi Chen, Briana L. Hickey, Linlin Wang, Jiwon Lee, Adam D. Gill, Alessia Favero, Roberta Pinalli, Enrico Dalcanale, Richard J ., Hooley a Wenwan Zhong, 1. dubna 2021, Chování v chování.
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

Drsná kůra, která se v noci ozývá, vede k objevení nových druhů

V lesích západní a střední Afriky se v noci ozývají hlasitá volání hybridů stromů - malých, býložravých savců, ale jejich zvuk se liší podle...

Nástroj Nový nástroj určený k podpoře vývoje a vývoje automobilových vozidel

Schematický vnitřní provoz elektrod v palivovém článku և kapacita základních parametrů. Půjčka:Heinz a kol., 2021: Široké používání tradičních vozidel na vodíkový pohon nad tradičními...

Identifikace velmi počátečních kroků, které vedou k rozvoji rakoviny

Konfokální mikrofotografie tenkého střeva myši pomocí technologie Red2Onco. S Red2Onco můžete označit onkogenní mutantní klony (červené klony) a běžné nebo divoké klony (žluté...

Neandertálci a raná moderní lidská kultura koexistovali vedle starších tradic již více než 100 000 let

Výzkum Fakulty antropologie a ochrany na University of Kent zjistil, že jedna z prvních kultur kamenných nástrojů známá jako Acheulean trvala pravděpodobně o desítky...

Snadná věda: co jsou sterilní neutrina?

Sterilní neutrina jsou speciální typ neutrin, který byl navržen k vysvětlení některých neočekávaných experimentálních výsledků, ale nakonec nebyl objeven. Vědci je hledají v...

Newsletter

Subscribe to stay updated.