В клетках человека нашли новую форму ДНК

Исследователи обнаружили в клетках человека необычные «узловые» структуры ДНК. Прежде такие конструкции удавалось создать только искусственно. 

Австралийские ученые обнаружили в клетках человеческого организма необычные структуры ДНК — i-мотивы (intercalated-motif, i-motif). Ранее их удавалось получить только в лабораторных условиях, в живых клетках их нашли впервые. Исследование опубликовано в журнале Nature Chemistry.

Самая известная форма ДНК — знаменитая двойная спираль, но более короткие последовательности могут иметь и другую конструкцию. В двойной спирали азотистые основания (аденин, гуанин, тимин, цитозин) одной из двух цепей соединены с основаниями другой в строгом соответствии: например, гуанин объединяется только с цитозином. Структура i-мотива — крестообразный узел, в котором цитозин «сплетается» с цитозином на той же цепи. Впервые ученые обнаружили такие конструкции в 1990-х — тогда i-мотивы удалось получить искусственно. Наиболее пригодной для них оказалась кислая среда, нехарактерная для организма человека, поэтому исследователи сомневались, что эти структуры когда-нибудь обнаружатся в человеческих клетках.
 

 
Чтобы найти их, австралийские ученые создали микроскопический «инструмент» iMab — особый фрагмент антитела, способный распознавать i-мотивы и связываться с ними. Эти фрагменты не соединяются со спиральными структурами ДНК и нетипичными конструкциями других типов. iMab снабдили светящимися метками и ввели в человеческие клетки, принадлежащие к нескольким клеточным линиям. Это позволило установить, где именно в клеточных ядрах располагались i-мотивы.

Один из авторов работы Махди Зераати (Mahdi Zeraati) комментирует: «Сильнее всего мы удивились, когда увидели, что зеленые участки — i-мотивы — появляются и исчезают время от времени. Так мы узнали, что они формируются, разрушаются и возникают вновь».

Ученые установили, что i-мотивы формируются в основном в конце фазы клеточного цикла G1. В это время клетка увеличивается в размерах и синтезирует РНК и белки, необходимые для синтеза ДНК. Новые структуры обычно появляются в промоторных участках ДНК (последовательностях, контролирующих активность определенных генов). Зераати считает, что i-мотивы могут участвовать в регулировании активности генов, «включая» и «выключая» их. Дальнейшие исследования покажут, какую роль новые структуры играют в человеческом организме.