کشف ساختار جدید DNA در سلول‌های زنده با همکاری پژوهشگر ایرانی

بزرگنمایی تصویر

به گزارش آذر صبح و به نقل از گیزمگ، همیشه تصور ما از ساختار DNA، یک مارپیچ دوتایی نمادین بوده است. این شکل در سال ۱۹۵۳ به عنوان متداول‌ترین شکل DNA شناخته شد و با وجود دیده شدن ساختارهای دیگر در نمونه های آزمایشگاهی، مشخص نبود که این شکل وجود دارد یا نه.

اکنون، دانشمندان استرالیایی برای نخستین بار، یکی از این شکل‌های غیرمعمول که بَُه گره پیچ‌خورده شباهت دارد و با نام “آی موتیف” (i-motif) شناخته می‌شود، در سلول‌های زنده کشف کرده‌اند.

پژوهشگران “موسسه پژوهش پزشکی گاروان” (Garvan Institute of Medical Research) در سیدنی، برای یافتن آی موتیف‌ها، ابزار جدیدی ابداع کرده‌اند.  این ماده فعال، بخشی از یک مولکول پادتن است که به طور خاص، برای تشخیص آی‌موتیف‌ها و اتصال به آنها طراحی شده است.  مهمتر از همه این که، این ابزار، علاوه بر ساختارهای دیگر، بخش‌های DNA را در شکل مارپیچ دوتایی آنها، نادیده می‌گیرد. هنگامی که این قسمت از پادتن، به گره‌های آی‌موتیف متصل می‌شود، به رنگ سبز شفاف درمی‌آید تا مکان و زمان دقیق شکل‌گیری آی‌موتیف‌ها را نشان دهد.

“مهدی زراعتی” (Mahdi Zeraati)، دانشجوی سال سوم مقطع دکترا در رشته “انفورماتیک ژنوم”(genome informatics) موسسه پژوهش پزشکی گاروان و از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: آنچه ما را بیشتر شگفت‌زده کرد، دیدن این نقاط سبزرنگ یعنی آی‌موتیف‌ها، حل کردن و شکل دادن دوباره به آنها بود. ما باور داریم که رفت و آمد آی‌موتیف‌ها، سرنخ کار ماست. به نظر می‌رسد آی‌موتیف‌ها، برای کمک و تاثیر به فعال یا غیرفعال شدن ژن‌ها، به وجود آمده‌اند.

ساختار بدن ما تا اندازه‌ای مانند کد رایانه‌ای است اما ترتیب آن به جای اعداد یک و صفر، از جفت‌های نوکلئوتید ساخته شده که با حروف “G،  C، A و T” مشخص می‌شوند. این رشته‌های بلند DNA، اطلاعات مورد نیاز برای رشد همه چیز از مو تا قلب و ناخن را در بر دارند و عملکرد درست آنها را تضمین می‌کنند.

این دستورالعمل‌ها، نه تنها از محتویات DNA، بلکه از ساختار آن هم نشات می‌گیرند. نحوه تغییر آنها داخل سلول، چگونگی خواندن کد را تغییر می‌دهد که توضیحی برای چگونگی رشد بافت‌ها و اندام‌های متفاوت است. ساختارهای متفاوت مانند “آی موتیف”، در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته‌اند اما تاکنون شکل‌گیری طبیعی آنها درون سلول‌های زنده، مشخص نشده است.

“مارسل دینجر” (Marcel Dinger)، پژوهشگر ارشد این پروژه می‌گوید: “آی موتیف”، یک گره چهار رشته‌ای از DNA است. در این ساختار گره‌ مانند، حروف C روی همین رشته DNA، به یکدیگر متصل می‌شوند. این موضوع، با پیچیدگی دوتایی که در آن، حروف روی رشته‌های متضاد، یکدیگر را تشخیص می‌دهند و حروف C به حروف G متصل می‌شوند، تفاوت دارد.

پژوهشگران باور دارند که شاید طبیعت گذرای این گره‌ها، دلیل عدم شناسایی زودهنگام آنها را مشخص کند. این گروه پژوهشی دریافتند که ، آی‌موتیف‌ها اغلب، هنگام خوانده شدن  DNAو در مرحله G1 چرخه زندگی یک سلول، شکل می‌گیرند. آنها توانستند منشا این شکل‌ها را مشخص کنند. براساس نتایج این بررسی، آی‌موتیف‌ها، علاوه بر تلومرها که نقش محافظتی را در پایانه کروموزوم‌ها بر عهده دارند و نقش مهمی در روند پیری ایفا می‌کنند، در ناحیه پروموتر که  فعال و غیرفعال شدن ژن‌ها را کنترل می‌کند هم وجود  دارند.

این پژوهش در مجله ” Nature Chemistry” به چاپ رسید.