Научный сотрудник, занимающийся постдокторскими исследованиями, Паллаби Сенгупта изучает неорганическую ДНК (i-DNA), область исследований, которая все еще находится на ранней стадии развития. Изображение:Маттиас Петтерссон
Группа исследователей из Университета Умео в Швеции продемонстрировала, что редкая четырёхцепочечная конфигурация ДНК, известная как i-мотив, временно образуется в живых клетках и служит регуляторной контрольной точкой генной активности, что имеет прямое значение для биологии рака. Исследование, опубликованное 2 февраля 2026 года в журнале Nature Communications, опровергает многолетний научный скептицизм, рассматривавший эти структуры как лабораторные артефакты, слишком нестабильные для существования in vivo.
Результаты исследования показывают, что i-мотивы ДНК появляются в строго определённый момент клеточного цикла — непосредственно перед началом репликации ДНК — и должны разрешаться в точно нужное время для правильного деления клеток. Белок PCBP1 играет центральную роль в раскручивании этих узловых структур, а нарушение этого процесса приводит к репликационному стрессу и повреждению ДНК — признакам, связанным с развитием рака.
Структура «ку-ку» в ДНК
[Примечание редакции: "ку/-ку" — адаптация на русский фразы "peek-a-boo". peek-a-boo в оригинале — это английская детская игра (прятки с внезапным появлением), стандартный русский эквивалент — "ку-ку".]
В отличие от знакомой двойной спирали, удерживаемой вместе парами оснований аденин-тимин и цитозин-гуанин, i-мотив состоит из одной цепи ДНК, складывающейся сама на себя с образованием компактной четырехцепочечной структуры, стабилизированной парами цитозин-цитозин.
«i-ДНК можно представить как своего рода структуру "ку-ку" в молекуле ДНК. Её формирование строго контролируется по времени, и она должна разрешаться в точно нужный момент. Мы считаем, что она играет важную роль в регуляции генов, поскольку эти структуры могут появляться и исчезать синхронно с изменениями состояния клетки», — сказала первый автор исследования Паллаби Сенгупта, постдокторант кафедры медицинской биохимии и биофизики Университета Умео.
Исследователи также обнаружили, что стабильность структур i-мотива различается в зависимости от лежащей в основе последовательности ДНК. «Чем больше пар оснований цитозина скрепляют узел, тем труднее его разрешить. В некоторых случаях могут образовываться гибридные структуры, что делает i-ДНК ещё более стабильной», — сказал Насим Сабури, профессор Университета Умео, руководивший исследованием.
Значение для лечения рака
Исследование показало, что многие i-мотивные структуры расположены в регуляторных областях онкогенов — генов, которые запускают развитие рака, — что указывает на прямую механистическую связь между динамикой i-ДНК и заболеванием. Раковые клетки, которые быстро делятся и испытывают высокий репликационный стресс, могут быть особенно уязвимы к нарушениям в обработке i-мотивов.
«Если мы сможем воздействовать на i-ДНК или на белок, который её раскручивает, мы сможем вывести раковые клетки за пределы их устойчивости. Это открывает совершенно новые направления для разработки лекарств», — сказал Сабури.
Исследовательская группа объединила биохимические анализы, компьютерное моделирование и клеточную биологию, чтобы визуализировать, как PCBP1 постепенно открывает i-ДНК, и зафиксировать эти структуры в живых клетках в тот самый момент, когда они появляются во время клеточного цикла.
«Связывая молекулярные механизмы с реальными эффектами в клетках, мы можем показать, что это биологически значимо, а не лабораторный феномен», — сказал Икенна Оби, научный сотрудник Университета Умео.[4][3]
Исследование, проведённое в сотрудничестве с Наташей Жилле из Национального центра научных исследований Франции, финансировалось фондом Cancerfonden, фондами Веннер-Грена и фондом Кнута и Алисы Валленберг.
Релиз университета
Исследование
Комментариев нет:
Отправить комментарий