Ученые из Великобритании обнаружили в человеческих клетках четверные структуры ДНК. Они были найдены в раковых клетках, поэтому специалисты полагают, что в будущем эти структуры станут мишенью для персонализированного лечения онкологических заболеваний.
В 1953 году исследователи из Кембриджа Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик опубликовали статью, описывающую структуру ДНК как переплетение «двойной спирали». Через 60 лет другие исследователи из Кембриджа доказали, что в геноме человека существует и иная последовательность — G‑квадруплексы, или четырехспиральная ДНК.
Профессор Шанкар Баласубраманиан и его коллеги обнаружили эти сложные структуры в естественных условиях — в раковых клетках человека. Результаты работы ученые опубликовали в журнале Nature Chemistry.
Исследования показали, что четырехспиральные ДНК появляются в генах именно тех клеток, которые быстро делятся.
«Если G-квадруплексы причастны к развитию некоторых видов рака, то будет возможно создать синтетические молекулы, которые заблокируют быстрое размножение раковых клеток», — рассказал г-н Баласубраманиан.
Исследование длилось в течение десяти лет, в ходе которых ученые выяснили, что четырехспиральная ДНК может образовываться в пробирке. Она считалась любопытной, но не чем-то особенным, что может встретиться в природе.
Теперь же, открытая в клетках человека, эта структура может стать мишенью для персонализированного лечения онкологических заболеваний.
По словам доцента кафедры биохимии медико-биологического факультета РНИМУ им. Н.И. Пирогова Николая Адрианова, процесс, во время которого образуется четыре цепочки ДНК, известен, а специалистам из Кембриджа удалось проделать очень тонкую работу — выделить его стадии.
«Есть такое понятие, как амитоз, когда деление клетки происходит без митоза (то есть спирализации), например, раковых или облученных клеток. Клетка просто удваивает количество ДНК в хромосоме, и получается четыре цепи, после чего клетка делится, но без того самого митоза. При этом наследственная информация распределяется неточно. В задачу митоза как раз входит точное распределение информации. Естественно, что здесь можно обнаружить такие хромосомы, где будут находится не две, а четыре цепочки ДНК. Сам процесс митоза очень сложный, он регулируется множеством факторов и до конца еще не понятен», — отметил г-н Адрианов.
Четырехспиральные ДНК формируются в быстроделящихся раковых клетках в областях ДНК, богатых соединением химическим гуанином — это концы хромосом (теломеры), тандемные последовательности рибосомальных генов и некоторые другие. «Очевидно, что нарушение процессов деления в раковых клетках приводит к накоплению этих четырехцепочных молекул ДНК и возможности их выделения из общей массы клеточной ДНК», — добавляет г-н Адрианов. Блокировка синтеза этих участков, по его словам, тормозит деление клеток. То есть может помочь в борьбе с раком.
