Ученые расшифровали «механический код» ДНК

Международная группа исследователей под руководством Даремского университета (Великобритания) расшифровала механический код ДНК, показав, как последовательность оснований определяет локальную деформируемость молекулы.

Ключевые открытия:

• Используя собственную технологию loop-seq на основе секвенирования нового поколения, ученые установили, что локальная последовательность оснований (A, T, G, C) напрямую определяет локальную гибкость (изгибаемость) ДНК.
• С помощью множества измерений, вычислительного анализа и машинного обучения был определен механический код — соответствие между последовательностью и деформируемостью.
• Метилирование — известное химическое изменение оснований, связанное с развитием организма и некоторыми видами рака, — изменяет этот механический код.

Значение:

Это открытие предполагает, что программы биологического развития или заболевания (например, рак) могут отчасти влиять на клетки, изменяя информацию, закодированную механически. Поскольку процессы чтения, копирования, упаковки и репарации ДНК требуют ее локальной механической деформации, природа и эволюция, как показали ученые, используют механический код для контроля критических биологических процессов у организмов от млекопитающих до бактерий.

Ведущий автор исследования, доктор Аакаш Басу (Даремский университет), пояснил: «ДНК — это книга с инструкциями для клеток. Но в этой книге ваша способность перевернуть страницу, починить ее или сложить зависит от слов, написанных на странице, потому что эти слова также контролируют механические свойства "бумаги"».

Исследование, проведенное совместно с коллегами из Университета Джонса Хопкинса (США) и Института науки и технологий Барселоны (Испания), опубликовано в журнале Nature Structural & Molecular Biology. Ожидается, что эти знания помогут в разработке новых терапевтических и биоинженерных подходов.