Istraživači su mapirali 50.000 DNK misterioznih „čvorova“ u ljudskom genomu. Inovativna studija skrivenih struktura DNK može otvoriti nove pristupe za lečenje i dijagnostiku bolesti, uključujući rak.
DNK je dobro poznata po svom obliku dvostruke spirale. Ali ljudski genom takođe sadrži više od 50.000 neobičnih DNK struktura nalik čvorovima nazvanih i-motivi, otkrili su istraživači sa Instituta za medicinska istraživanja Garvan.
Objavljena danas u časopisu EMBO Journal je prva sveobuhvatna mapa ovih jedinstvenih DNK struktura, koja baca svetlo na njihovu potencijalnu ulogu u regulaciji gena uključenih u bolesti.
U značajnoj studiji iz 2018. godine, naučnici iz Garvana bili su prvi koji su direktno vizuelizovali i-motive unutar živih ljudskih ćelija koristeći novi alat za antitela koji su razvili da prepoznaju i prikače i-motive. Sadašnje istraživanje se zasniva na tim nalazima primenom ovog antitela da identifikuje lokacije i-motiva u celom genomu.
„U ovoj studiji smo mapirali više od 50.000 i-motivnih mesta u ljudskom genomu koji se javljaju u sva tri tipa ćelija koje smo ispitali“, kaže stariji autor profesor Danijel Krist, šef laboratorije za terapiju antitela i direktor Centra za Ciljana terapija u Garvanu. „To je izuzetno visok broj za strukturu DNK čije se postojanje u ćelijama nekada smatralo kontroverznim. Naši nalazi potvrđuju da i-motivi nisu samo laboratorijski kuriozitet već široko rasprostranjeni – i da će verovatno igrati ključnu ulogu u genomskoj funkciji.“
I-motivi su DNK strukture koje se razlikuju od ikoničnog oblika dvostruke spirale. Oni se formiraju kada se delovi slova citozina na istom DNK lancu uparuju jedno sa drugim, stvarajući četvorolančanu, uvrnutu strukturu koja viri iz dvostruke spirale.
Istraživači su otkrili da i-motivi nisu nasumično raštrkani, već koncentrisani u ključnim funkcionalnim oblastima genoma, uključujući regione koji kontrolišu aktivnost gena.
„Otkrili smo da su i-motivi povezani sa genima koji su veoma aktivni tokom određenih perioda u ćelijskom ciklusu. Ovo sugeriše da igraju dinamičku ulogu u regulisanju aktivnosti gena“, kaže Kristijan David Penja Martinez, istraživač u Laboratoriji za terapiju antitela. i prvi autor studije.
„Takođe smo otkrili da se i-motivi formiraju u promotorskom regionu onkogena, na primer onkogen MIC, koji kodira jednu od najozloglašenijih ‘nelekovitih’ meta raka. Ovo predstavlja uzbudljivu priliku da se ciljaju geni povezani sa bolestima kroz i-motiv struktura“, kaže on.
„Rasprostranjeno prisustvo i-motiva u blizini ovih sekvenci ‘svetog grala’ uključenih u karcinome koji se teško leče otvara nove mogućnosti za nove dijagnostičke i terapijske pristupe. Možda bi bilo moguće dizajnirati lekove koji ciljaju na i-motive da utiču na ekspresiju gena , što bi moglo proširiti trenutne mogućnosti lečenja“, kaže vanredni profesor Sarah Kummerfeld, glavni naučni direktor u Garvanu i koautor studije.
