Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Các nhà khoa học xác nhận về một cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào người
Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã xác định được sự tồn tại của một dạng cấu trúc DNA mới chưa từng được quan sát thấy trước đó trong tế bào sống. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Việc phát hiện cái được mô tả là DNA “nút xoắn” trong tế bào sống đã xác nhận bộ mã di truyền phức tạp của chúng ta được tạo nên với tính đối xứng phức tạp hơn so với cấu trúc xoắn kép, và các cấu trúc này có tác động đối với các chức năng sinh học của chúng ta. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
“Phần lớn chúng ta khi nhắc tới DNA, chúng ta cũng nghĩ ngay đến xoắn kép,” theo nhà nghiên cứu kháng thể trị liệu Daniel Christ từ Viện nghiên cứu Y khoa Garvan, Australia.
“Nghiên cứu mới này nhắc chúng ta rằng các cấu trúc DNA khác biệt hoàn toàn đang tồn tại – và có thể quan trong đối với tế bào của chúng ta.” Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Thành phần DNA mà nhóm nghiên cứu đã xác định được gọi là cấu trúc intercalated motif (i – motif/cấu trúc xen giữa), lần đầu tiên được phát hiện bởi các nghiên cứu từ những năm 1990, nhưng đến tận bây giờ mới chỉ được quan sát thấy trong ống nghiệm, chưa phải trong tế bào sống.
Giờ đây, nhờ có nhóm của Christ, chúng ta biết rằng i-motif xuất hiện một cách tự nhiên trong tế bào người, nghĩa là tầm quan trọng của cấu trúc này đối với sinh học tế bào – trước đó vốn được cho là một ẩn số, vì nó mới chỉ được xác định trong phòng thí nghiệm – đòi hỏi sự chú ý mới từ các nhà nghiên cứu.
Nếu bạn chỉ quen thuộc với các cấu trúc DNA là chuỗi xoắn kép đã làm nên tên tuổi của Watson và Crick, cấu hình của i – motif trở nên thật bất ngờ. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
“I-motif là một DNA nút thắt 4 mạch,” nhà nghiên cứu genomic, cũng là đồng tác giả Marcel Dinger giải thích.
Giải thích cấu trúc nút thắt của DNA. Theo Zeraati và cs., Nat Chem, 2018
“Trong cấu trúc nút thắt, các cytosine (C) trên cùng một mạch DNA tự bám vào nhau – vì thế nó rất khác biệt với một xoắn kép, khi mà các ký tự trên hai mạch sẽ bắt cặp với nhau, ví dụ C – G.
Theo Garvan’s Mahdi Zeraati, tác giả đứng tên đầu của nghiên cứu, i – motif chỉ là một trong số các cấu trúc DNA không tạo ra cấu trúc xoắn kép – bao gồm A – DNA, Z – DNA, triplex DNA và Chữ thập (Cruciform) – và chúng có thể cùng tồn tại trong tế bào. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Các dạng cấu trúc DNA không điển hình, bao gồm cả i – motif vừa được phát hiện.
Một loại cấu trúc DNA khác, được gọi là G-quadruplex (G4) DNA, lần đầu được quan sát ban đầu bởi các nhà nghiên cứu tế bào người năm 2013, họ sử dụng một kháng thể thiết kế để chỉ ra sự có mặt của G4 trong tế bào.
Trong nghiên cứu mới, Zeraati và các nhà nghiên cứu đã sử dụng cùng loại kỹ thuật, phát triển một mảnh kháng thể (gọi là iMab) có thể tiếp nhận một cách đặc hiệu và bám vào i – motif.
Khi đó, kháng thể chỉ ra vị trí của chúng trong tế bào nhờ miễn dịch huỳnh quang.
Thứ gây cho chúng tôi phấn khích nhất là chúng tôi có thể nhìn thấy các chấm màu xanh – là i – motifs – xuất hiện và biến mất theo thời gian, vì thế chúng tôi biết rằng chúng đang hình thành, tan rã, và lại hình thành lại”, Zeraati nói. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Trong khi vẫn có rất nhiều thứ phải tìm hiểu về chức năng của i – motif, những phát hiện này chỉ ra rằng i – motif tức thời thường hình thành ở cuối pha G1 – khi mà DNA đang được “đọc”.
I – motif cũng có xu hướng xuất hiện ở vùng promotor – những vùng DNA kiểm soát khi nào gen được bật tắt – và telomere, các chỉ thị di truyền có liên quan đến tuổi tác. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
“Chúng tôi nghĩ rằng sự hình thành của i – motif là đầu mối cho những gì chúng làm,” Zeraati nói.
“Có khả năng là chúng ở đó để giúp bật tắt các gen và để tác động đến việc một gen có được đọc hay không.”
Giờ đây chúng tôi biết rõ ràng về sự tồn tại của dạng DNA mới này trong tế bào, nó vẫn thôi thúc các nhà nghiên cứ tìm hiểu liệu những cấu trúc này làm việc gì trong tế bào của chúng ta.
Theo như Zeraati giải thích, câu trả lời “có thể là rất quan trọng” – không chỉ là với i – motif, mà còn cả A – DNA, Z – DNA, triplex DNA và DNA chữ thập. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
Những cấu hình DNA có thể quan trọng với protein của tế bào trong việc tiếp nhận các trình tự DNA gần gũi và tạo ra chức năng điều hòa của nó.,” Zeraati giải thích. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống“Vì thế, việc hình thành của các cấu trúc này có lẽ là hết sức quan trọng đối với tế bào khi thực hiện chức năng bình thường. Và bất cứ bất thường nào trong các cấu trúc đó có thể dẫn đến các bệnh.”
Phát hiện được công bố trên Nature Chemistry. Dạng cấu trúc DNA hoàn toàn mới trong tế bào sống
iceberg (dịch)
tapchisinhhoc.com
No Responses