Исследование раскрывает новые возможности для изучения ДНК
Исследователи из Техасского университета A&M изучили, как химическая модификация ДНК — метилирование — влияет на её механические свойства.
Ключевой вопрос: Если генетическая информация во всех клетках одинакова, почему клетки мышц и кожи так различаются? Ответ — в регуляции экспрессии генов через химические модификации ДНК, такие как метилирование.
Суть открытия:
- Метилирование — это присоединение метильных групп (CH3) к определённым участкам ДНК, что "выключает" гены в этой области.
- С помощью масштабного компьютерного моделирования на суперкомпьютерах учёные выяснили, как метилирование меняет механику ДНК.
- Метильные группы не только создают стерические помехи (сталкиваются с соседними атомами), но и вызывают перестройку окружающих молекул воды.
- Эта перестроенная водная оболочка дополнительно сопротивляется деформации ДНК, действуя как её неотъемлемая часть.
Значение и перспективы:
- Рак: Раковые клетки часто используют метилирование, чтобы "выключить" гены, контролирующие деление, что ведёт к неконтролируемому росту. Понимание механизмов этого процесса — шаг к новым подходам в терапии.
- Дизайн лекарств: Исследование показывает, что при разработке препаратов, взаимодействующих с ДНК, необходимо учитывать роль структурной воды вокруг модификаций.
- Методология: Разработанный метод моделирования открывает путь для изучения других модификаций ДНК и РНК и их взаимодействия с лекарственными веществами.
Как отметил руководитель исследования доктор Вонмук Хван: "Эта работа не приведёт к немедленному созданию нового лекарства, но она даёт ещё один шаг к более рациональному дизайну препаратов".
Исследование было опубликовано на обложке журнала Biophysical Journal от 24 апреля.