Новый метод обнаружения модификаций ДНК
ДНК состоит из четырех нуклеозидов (A, G, C, T), но существуют и другие варианты — модифицированные нуклеозиды, или "эпигенетические метки". Они помогают клеткам регулировать активность генов, а у бактерий — защищать ДНК от вирусов.
До сих пор такие модификации обнаруживали случайно. Ученые из MIT, Университета Флориды и других институтов разработали системный подход для их поиска, объединяющий три метода:
- Сравнительная геномика — поиск в геномах бактерий кластеров генов, потенциально связанных с модификациями.
- Масс-спектрометрия — обнаружение и идентификация неизвестных модифицированных молекул в ДНК.
- Секвенирование в реальном времени (SMRT) — картирование модификаций по всему геному по характерным "задержкам" в процессе чтения ДНК.
Применив этот подход, команда обнаружила у бактерий новую модификацию ДНК — dADG, производную от молекулы-предшественника preQ0. Она является частью защитной системы: бактерии вставляют dADG в свою ДНК, а их рестрикционные ферменты уничтожают немодифицированную ДНК вторгшихся вирусов.
Значение открытия
- У бактерий, вероятно, существуют десятки неизвестных модификаций ДНК, особенно у бактериофагов.
- У человека известных модификаций ДНК немного, но поиск новых продолжается.
- Новые мишени для антибиотиков: ферменты, вставляющие модификации (например, dADG), уникальны и часто необходимы для выживания бактерий. Их ингибирование могло бы нарушить защиту бактерии и сделать её уязвимой.
- Роль в здоровье человека: такие модификации (включая dADG и ранее открытые фосфоротиоаты) обнаружены у бактерий микробиома кишечника. Ученые исследуют их возможную связь с заболеваниями.
Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.